Pb-sn-cu alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine mo, sb, b ve b2o3 ilavelerinin etkilerinin incelenmesi
The effects of mo, sb, b or b2o3 additions on the mechanical and microstructural properties of the pb-sn-cu alloys.
Yazar: MURAT KARTAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET KAPLAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETYüksek Lisans TeziPb-Sn-Cu ALAŞIMININ M KROYAPI VE MEKAN KÖZELL KLER NE Mo, Sb, B VE B2O3 LAVELER N NETK LER N N NCELENMESMurat KARTALFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetalurji Eğitimi Anabilim Dalı2006, Sayfa: 66Bu çalışmada; % 73,4 Pb % 23,4 Sn ve % 3,2 Cu içeren bir kaymalı yatak malzemesininmikro yapı ve mekanik özelliklerine % 5-6 boroksit, % 5-6 antimon ve % 3-4 molibden partikülkatkılarının etkileri araştırılarak, optimum değerler belirlenmeye çalışılmıştır.Çalışma, kurşun bronzlarının yüksek hızda çalışan kaymalı yataklar için mükemmel bir alaşımolması nedeniyle, mikro yapı ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi açısından büyük önemtaşımaktadır.Bu nedenle, yukarıda belirlenen bileşimde metal pota içerisinde ergitilen Pb-Sn-Cu alaşımınaboroksit, antimon ve molibden katılmış ve çelik malzemeden yapılan kokil kalıba dökülmüştür. Pb-Sn-Cu alaşımı malzeme ergitildikten sonra Mo, Sb, B2O3 tozları sırasıyla katılmış ergiyik katılaşıncayakadar karıştırılmıştır. Katılaşma oluşunca alaşım tekrar ergitilmiş ve karıştırma işlemine devamedilmiştir. Böylece toz halindeki alaşım elementlerinin homojen bir karışım sağlayabilmesi içinergitme ve karıştırma işlemi beş kez tekrarlanmıştır. Döküm sonrasında malzemenin mikro yapı veImekanik özelliklerine Mo, Sb, B2O3 tozlarının etkileri, metalografik ve mekanik muayeneyöntemleriyle incelenmiştir. Ayrıca alaşımın faz yapısında ve mekanik özelliklerinde meydana gelendeğişiklikler (Scanning Electron Microscopy) SEM incelemeleri, (Elcetron Difraction Shot) EDS, (X-Ray Diffraction) XRD, (Differantial Thermal Analysis) DTA, (Thermal Gravimetris Analysis) TGAanalizleri, çekme ve sertlik deneyleriyle tespit edilmiştir.Çalışmanın 1. Bölümünde Pb-Sn-Cu alaşımları ve bu alaşımların önemi, 2. Bölümündemateryal ve metod verilmiştir. Ayrıca bu bölümde alaşımı oluşturan elementlerin teknik özellikleri,kurşun alaşımları, demir dışı metal dökümcülüğü ve çeşitleri, kurşun için kullanılan dağlayıcılaranlatılmıştır, 3. Bölümde deney malzemelerinin üretimi ve deneysel çalışmalar hakkında bilgilerverilmiştir, 4. Bölümde de deney sonuçları açıklanmış ve sonuçların bir değerlendirilmesi yapılmıştır.Sonuç olarak, % 72-74 Pb- % 3-3,5 Cu- % 23-24 Sn alaşımına B2O3, Mo ve Sb bileşik veelementlerinin toz olarak ilavesiyle, alaşımın çok yüksek olan sünekliği, B2O3, Sb elementlerininetkileriyle önemli derecede azalmıştır. Ancak molibden katkısı, kopma sürecini geciktirmiş vesünekliği bir miktar artırıcı etki göstermiştir. Pb-Sn-Cu alaşımı malzemenin çok düşük olan sertliğiB2O3, Sb ve Mo elementlerinin toz olarak ilavesiyle önemli derecede artmıştır. Ayrıca, B2O3, Sb veMo partikü1 toz katkılarının, faz dönüşüm sıcaklıklarını az oranda düşürdüğü anlaşılmıştır. Dökümsonrası oluşan yapılar Î± Pb+ Î² ötektik faz yapısı, Cu-Sn Î±-fazı, Cu3Sn Îµ-fazı yapılarıdır. B2O3, MoSntanecik oluşumunda çekirdek görevi üstlenmişlerdir.Anahtar kelimeler: Pb-Sn-Cu Alaşımı; Bor, Antimon, Molibden, Mikroyapı, Mekanik Özellik, X-Işını Kırınımı, DTA, TGA, Kokil Döküm.II

Abstract:
ABSTRACTMaster ThesisTHE EFFECTS OF Mo, Sb, B or B2O3 ADDITIONS ON THE MECHANICAL ANDMICROSTRUCTURAL PROPERTIES OF THE Pb-Sn-Cu ALLOYS.Murat KARTALFırat Universitylnstute of Natural SciencesDepartment of Metallurgical Education2006, Page: 66In this study the effects of 5-6 % B2O3, 5-6 % Sb and 3-4 % Mo on the mechanical andmicrostructural properties of a journal bearing alloy containing 73,4 % Pb, 23,4 % Sn, and 3,2 % Cuhave been investigated.Pb based bronse alloys can be used as high speed bearing material and they are therefore,very important for bearings techniques. It is very interesting to investigate their mechanical andmicrostructural properties.For this aim, the alloyS which had a chemical composition above are melted in a metallic ironcrucible. Molybdenum, antimony and boron oxide powders was added to melted alloys and thenmixed mechanically until the solidification of melted alloys were finished. To achieve to a homogenemix the melting and solidification processes were repeat fifth times one after the other.After casting of needed alloys, the effects of Mo, Sb and B2O3 particles on the microstructuraland mechanical properties of these alloys have been investigated with use of the metallographic andmechanical test methotds. The changes of mechanical and micro structural characteristics have beeninspected by scanning electron microscopy (SEM), electron dispersive spectroscopy (EDS), X-raydiffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA), thermal gravimetry analysis (TGA), strengthand hardness tests.In the first chapter, an introduction to Pb-Sn-Cu alloys and the knowledge about these alloysare given. In second chapter, materials and method, technical characterctics of used elements andcompounds, lead alloys, cast techniques of non ferrous metals, etching solutions of lead alloys areexplaned. In third chapter, the production techniques of test materials and the experimantal studies arepresented. In fourth chapter, the results of experiments, conclusion and recommendation were given.As first result, the ductuality of 72-74% Pb, 23-24% Sn, 3-3,5% Cu alloy have been decreasedby boron oxide and antymony particles addition. But molybdenum?s addition has been retarded theIbreaking off of the test materials and increased the ductility of Pb-Sn-Cu bronse alloy. All additionsof B or B2O3, Sb, Mo have been increased the hardness of alloy and decreased the melting pointsslightly. The existing phases after casting are Î± Î² eutectics, Cu-Sn Î±-phase, Cu3Sn Îµ-phasePb+ Snstructures. B2O3 and Mo particles help to formation of crystal cores.Keywords: Pb-Sn-Cu alloys, Boron oxide, Antymony, Molybdenum, Microstructure, DTA,XRD, Mechanical Properties, Casting.II