Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen partikül takviyeli ve takviyesiz toz metal 7039 Al alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of microstructure and mechanical properties of friction stir welded particle reinforced and unreinforced metal powder 7039 Al alloy
Yazar: FERHAN KAYA
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ERDEM
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, %10 SiC takviyeli ve takviyesiz 7039 Al alaşımı levhalar toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiştir.  Karışımı oluşturan tozların bir karıştırıcıda (Turbola) homojen karışımları sağlandıktan sonra 300 MPa presleme basıncında soğuk olarak preslenmiştir. Presleme sonunda çapı ve yüksekliği aynı olan (100x100 mm) blok numuneler üretilmiştir. Bu blok numuneler 500 °C sıcaklıkta ¼ oranında ekstrüze edilerek ve 24 mm kalınlıkta 86 mm genişlikte plakalar elde edilmiştir. Akabinde de 500 °C'de kademeli haddeleme işlemiyle plakaların kalınlığı 4-5 mm'ye indirilmiştir. Haddeleme sonrasında levhaya T6 ısıl işlemi uygulanarak yaşlandırma yapılmıştır. Sürtünme karıştırma kaynağı için karıştırıcı uç olarak 3 mm çapında ters kılavuz uç, dönme hızı 900 ve 1400 dev/dak ve ilerleme hızı ise 50 mm/dak kullanılmıştır. Kaynaklı numunelerin mikroyapısını tespit için optik mikroskop ve SEM incelemeleri, mekanik özelliklerini tespit için de mikro sertlik, çekme ve eğme deneyleri yapılmıştır. Kaynak kesiti incelemelerinde birleşim hatasının olmadığı ve dört farklı mikroyapının (ana metal, ısıdan etkilenen bölge, termo mekanik etkilenen bölge ve kaynak metali) oluştuğu tespit edilmiştir.  Bu bölgelerin sertlik değeri 110-160 HV arasında olduğu ve numunelerin çekme dayanımı ortalaması takviyesiz numunelerde 352,15 MPa ve takviyeli numunelerde 225,35 MPa tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study 10wt. % SiC reinforced and unreinforced 7039 Al alloy plates were produced by powder metallurgy method. Powders which are forming the mixture were cold pressed at pressing pressure of 300 MPa, after the homogenous mixture obtained in a mixer (Turbula mixer). After pressing process, block samples in same diameter and height (100x100 mm) were produced. These block samples were exturuded in the ratio of ¼ at temperature of 500 °C and plates with 24 mm thickness and 86 mm wideness were obtained. Subsequently plates thickness reduced to 4-5 mm by progressive rolling process at temperature of 500 °C. After the rolling, aging was conducted by applying T6 heat treatment to the plate. Reverse guide tip in a diameter of 3 mm was used as mixer tip in friction stir welding process at rotation speed of 900 and 1400 rev / min and feed rate of 50 mm/min. Optical microscope and SEM examination were carried out to determine the microstructure; micro hardness, tensile and bending tests were performed to determine the mechanical properties of welded samples. It was found that there is no joining defect and it consists of four different microstructure (base metal, heat affected zone, thermomechanical affected zones, weld metal) by welding section investigations. It was found that hardness values of these regions were between 110-160 HV and mean ultimate tensile strength values were for unreinforced samples 352,15 MPa and reinforced samples 225,35 MPa .