Ni esaslı katkı malzemelerinin matris özelliklerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of ni-based additives on matrix properties
Yazar: ÇAĞDAŞ GÜNEŞ
Danışman: DOÇ. DR. ERTUĞRUL ÇELİK
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Matrisler = Matrices ; Süper alaşımlar = Superalloys ; Sıcak presleme = Hot pressing ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Her geçen gün daha fazla yayılmaya başlayan Toz Metalurjisi (TM), günümüzün endüstrisinde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. TM ile üretilen ürünler, proseslerinin daha az sayıda işlem aşaması gerektirmesi ve nispeten daha düşük olan maliyetleri gibi avantajlarından dolayı birçok endüstri tarafından tercih edilmektedir. Son yıllarda farklı sinterleme teknolojilerinin gelişmesi, TM kullanım alanlarını yaygınlaştırmakta ve günümüzde kullandığımız TM ile üretilmiş olan ürünlerin sayısını artırmaktadır.
Makine parçaları, kompozit malzemeler, cerrahi implant ve kesici takımlar, yüksek teknoloji malzemeleri ve diğer pek çok ürünün üretilmesinde tercih edilen yöntem olmuştur. Ayrıca tersine mühendislik uygulamalarında CAD ve CAM sistemlerinin gelişmesine bağlı olarak, kısa sürede hedef ürüne doğrudan ulaşılması ve geleneksel imalat yöntemlerine daha az veya hiç ihtiyaç duyulmadığı için artık yüksek bütçeli üretim parkının ve insan hata faktörünün önüne geçilmesi sağlanmıştır. Eklemeli imalat teknolojisinin dünya ve ülkemizde daha popüler olması nedeniyle TM yöntem ve tekniklerinin insan hayatına daha çok etki edeceği aşikârdır.
Makine üretim yöntem ve tekniklerinin gelişmesinin yanı sıra ham madde olarak kullanılan tozların gelişimi de kimyasal, mekanik, şekilsel ve yöntemsel olarak devam etmektedir. TM imalat yönteminin imal edilecek numuneye göre iyi seçilmesi kadar seçilen hammaddenin mekanik fiziksel ve kimyasal özellikleri de ürün kalite ve kullanımını önemli oranda etkileyen kilit faktördür. TM ürün imalatında kullanılan hammaddenin türü ve cinsi de birim maliyeti etkileyen en önemli faktördür. Kobalt (Co) TM işlemlerinde ve birçok yüksek teknolojini ürününün (batarya, mıknatıs, kesici takım vb.. ) imalatında mekanik özellikleri bakımından oldukça etkili ürünlerden biridir. Birçok firma Co yerine kullanılabilecek alternatif ürünlerin geliştirilmesi için çalışmalar yapmaktadır.
Yapılan bu çalışmada, mekanik açıdan Co'ya alternatif olabilecek Nikel (Ni) esaslı iki adet alaşımlı ticari toz malzeme kullanılarak matrisin mekanik ve mikro yapı özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda Ni esaslı 9062 ve 9045 ticari adlı katkılarını mekanik özellikleri iyileştirerek sertlik ve kırılma mukavemetlerini arttırdığı sonucuna varılmıştır. Kullanılan Ni esaslı alaşım tozların Co alternatifi olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Fe esaslı matris, toz metalurjisi, sıcak presleme, süper alaşımlar

Abstract:
Powder Metallurgy (TM) that has started to spread more and more day by day is very widely used in today's industry. The products produced with TM are preferred by many industries due to their advantages such as needing less number of operation steps in their processes and relatively lower costs. The development of different sintering technologies in recent years are widespreading the use areas of powder metallurgy and increasing the number of powder metallurgy products we use today.
It has been the preferred method in the production of machine parts, composite materials, surgical implants and cutting tools, high-tech materials and many other different products. In addition, depending on the development of CAD and CAM systems in reverse engineering applications, it is reached the target product directly in a short time and is less or no needed for traditional manufacturing methods, thus it is now possible to avoid high-budget production park and human error factor. Since additive manufacturing technology is more popular in the world and in our country, it is obvious that powder metallurgy methods and techniques will affect human life more.
In addition to the development of machine production methods and techniques, the development of powders used as raw materials continues as chemical, mechanical, formal and methodological, too. The mechanical, physical and chemical properties of the selected raw material are the key factors that significantly affect the product quality and use, as well as the selection of the TM manufacturing method according to the sample to be manufactured. The type and class of raw material used in TM product manufacturing is the most important factor affecting the unit cost. Cobalt (Co), in terms of its mechanical properties, is one of the most effective products in TM processes and in the manufacture of many high technology products (battery, magnet, cutting tool, etc.). Many companies are working on the development of alternative products that can be used instead of Co.
In this study, the effects of using two Nickel (Ni) based commercial powder materials, which can be mechanical alternatives to Co, on the mechanical and microstructural properties of the matrix was investigated. According to all the results from the experimental works, it was concluded that the commercial Ni-based additives named 9062 and 9045 increased the hardness and fracture strength by improving the mechanical properties. Thus, it is thought that the Ni-based alloy powders used as additives in this work can be used as alternative to Co.
Keywords: Fe based matrix, powder metallurgy, hot pressing, superalloys