Nikel esaslı süperalaşımların talaşlı işlenmesi için sialon esaslı kompozit malzemelerin geliştirilmesi
Improvement of sialon based composite materials for machining of nickel based superalloys
Yazar: ALİ ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. ALPAGUT KARA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Süper alaşımların talaşlı imalatında kullanılan seramik esaslı malzemelerinbir alt grubu olan SiAlON seramiklerinin zorlu kesme koşullarına karşı direncininartırılabilmesi amacıyla SiC partikül takviyesi yapılmıştır. Bu amaçla % 50 Î± -% 50 Î² SiAlON içeren SiAlON malzemesine ağırlıkça % 10-17,5 ve 25oranlarında SiCp takviyesi yapılmış ve sonrasında elde edilen kompozitmalzemelerin sinterlenme davranışları, mekanik (sertlik ve tokluk) ve ısılözellikleri ve ayrıca en yaygın kullanılan nikel esaslı süper alaşımlardan bir tanesiolan Inconel 718 alaşımının işlenmesindeki aşınma davranışları mukayeseli olarakincelenmiştir. SiC takviye fazının tane boyutunun etkisinin belirlenmesi amacıyla25 m2/gr. yüzey alanına sahip SiCp ilavesi de denenmiştir. Elde edilen sinterlemesonuçlarına göre % 17,5 SiC ilavesinin bu sistem için tam yoğunluğun eldeedilebilmesi için maksimum ilave miktarı olduğu bulunmuştur. SiC taneboyutunun etkisi olmaksızın, ilave edilen SiC miktarıyla sertlik ve termaldifüzivite değerlerinde önemli artışlar kaydedilmiş, tokluk değerlerinde isedikkate alınabilir bir değişim gözlenmemiştir. Mekanik ve ısıl özellikler açısındanen üstün özelliklere sahip olan % 17,5 oranında SiC içeren malzemenin işlemesırasında aşınmaya karşı SiAlON matris malzemesinden daha dirençli olduğu,ticari olarak yaygın bir şekilde kullanılan Alümina-SiCv kesici ucuyla isekıyaslanabilir bir aşınma dayanımına sahip olduğu sonuçlarına varılmıştır.Anahtar kelimeler: Süperalaşımlar, Talaşlı işleme, Seramik kesici uçlar, SiCp-SiAlON kompozit malzemeleri, Mikroyapıi

Abstract:
SiCp reinforcement was applied to a SiAlON-based cutting toolcomposition , which is the subgroup of ceramic cutting tools used for machiningsuperalloys, in order to improve resistance against to abrasive cutting conditions.10, 17.5, and 25 weight % of SiC amounts were added to a SiAlON compositioncontaining 50 %Î±- 50 %Î² phases, and sintering behaviour, mechanical properties(hardness and toughness) thermal properties and wear behaviour duringmachining of Inonel 718, a nickel-based superalloy used widelly. SiC particleshaving the specific surface area 25m2/g. was used to determine the effect of theparticle size of the SiCp. According to sintering results 17,5 % SiC addition is thelimit for obtaining complete densification in SiCp-SiAlON composite material inthis system. Without a considerable effect of the particle size of the SiCp, increasein SiCp content results to an increase in hardness and thermal diffüsivity but not aconsiderable alteration in fracture toughness. In terms of mechanical and thermalproperties, the superior material, that contains 17.5% SiC, has higher wearresistance than SiAlON material, and comparable wear resistance withcommercial SiCv-Alümina cutting tools.Keywords: Superalloys, Machining, Ceramic cutting tools, SiCp-SiAlONcomposite materials, Microstructure.ii