Ötektiküstü alüminyum-silisyum alaşımından toz metalurjisi yöntemiyle yapısal parça üretiminin araştırılması
Investigation of structural part production by powder metallurgy method for hypereutectic Al-Si alloy
Yazar: SAJJAD ALIAKBARLU
Danışman: PROF. DR. RAHMİ ÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alüminyum alaşımlarının yoğunlukları düşük olduğu için sinterlenmiş çelik parçaların
yerine kullanılması durumunda ağırlık azaltma konusunda önemli potansiyele sahiptir.
Ötektiküstü Al-Si alaşımları yüksek özgül dayanımı (stiffness), yüksek aşınma ve
korozyon dayanımı, düşük yoğunluk ve düşük termal genleşme katsayısı nedeniyle
otomotiv parçalarında demir esaslı parçaların yerine kullanılma potansiyeline sahip olduğu
için yüksek ilgi görmektedir. Bu çalışmada Al-20Si-6Cu alaşımının toz metalürjisi yöntemi
ile yapısal parça üretimine yönelik olarak üretilmesi için araştırma yapılmıştır. Bu amaçla,
öncelikle alaşım tozu gaz atomizasyonu yöntemi ile üretilmiştir. Alaşım tozu çelik kalıp
içinde 400-900 MPa basınç aralığında tek eksenli olarak preslenmiştir. Sıkıştırılmış
parçaların sinterlenmesi 530-570 °C sıcaklık aralığında ve farklı sinterleme sürelerinde
(40-120 dakika) akan azot gazı altında gerçekleştirilmiştir. Sinterleme çalışmaları
sonucunda mikroyapı ve sertlik değerleri dikkate alınarak en uygun sinterleme sıcaklığı ve
süresi belirlenmiştir. En yüksek sertlik 550 °C sinterleme sıcaklığında ve 1 saatlik
sinterleme süresinde elde edilmiştir. Daha sonra sinterlenmiş numunelerin mekanik
özelliklerini arttırmak için parçalar T6 ısıl işlemi tabi tutulmuştur. 10 saatlik en iyi ısıl
işlem süresini belirledikten sonra, alaşım sertliği 93,7 HV'e ulaşmıştır. Parçaların
karakterizasyon verilerinin değerlendirilmesi sonucunda yapısal parçalar için en iyi
mekanik özellikleri sağlayan uygun üretim süreci belirlenmiştir.

Abstract:
Aluminum alloys have strong potential to reduce the vehicle weight for application in
automotive components instead of P/M steel parts due to the low density of aluminum
alloys. Hypereutectic Al-Si alloys are very promising material for automotive parts due to
their excellent properties including high stiffness, good corrosion resistance, high wear
resistance, low density and low coefficient of thermal expansion. The compaction,
sintering and heat treatment processing conditions for the Al-20Si-6Cu (wt%) P/M alloy
have been optimized in this study. The alloy powder was uniaxially pressed in the rigid
steel die at the pressure range of 400-900 MPa. The green density increased with
increasing the compaction pressure until 800 MPa. The sintering of the compacts was
conducted under flowing nitrogen gas with the temperature range of 530-570 °C and
different sintering times (40-120 minutes). According to the microstructure and hardness
results after sintering, the most suitable sintering temperature and time has been
determined. The highest hardness was obtained at the sintering temperature of 550 °C and
1 hour sintering time. The sintered specimens were subsequently T6 heat treated to
improve mechanical properties. After determining optimum heat treatment time of 10
hours, the alloy showed the hardness of 93.7 HV. As result of the study, the process
conditions for the better mechanical properties has been determined for the studied alloy
composition.