TiC/AA2024 kompozitlerin mekanik alaşımlama yöntemiyle üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Production of TiC/AA2024 composites by mechanical alloying method and determination of mechanical characteristics
Yazar: ABDULLAH YILMAZ
Danışman: PROF. AHMET AKDEMİR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAD NAZİK
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yapılan bu tez çalışmasında, toz boyutu ortalama 110 µm olan ve su atomizasyonu ile üretilen AA2024 metal tozu ve toz boyutu ortalama 5,2 µm olan TiC parçacık takviyesi kullanılmıştır. AA2024 metal matrisi içerisine %10 oranında TiC parçacık takviyesi eklenip elde edilen karışım farklı sürelerde (1, 2, 5 ve 10 saat) mekanik alaşımlama metodu ile öğütülerek kompozit tozlar elde edilmiştir. Bu mekanik alaşımlama işlemi esnasında gezegen tipi mekanik alaşımlama cihazı kullanılmıştır. İşlem sonucu elde edilen tozlar ve takviyesiz AA2024 tozu sıcak presleme yöntemi ile 430 0C sıcaklık ve 350 MPa basınç altında kompozit malzeme haline getirilmiştir. Toz ve kompozit malzeme üretimi sonrası elde edilen numunelerin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri X-ışınları kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), çekme, yoğunluk ve sertlik deneyleri ile belirlenmiştir. Yapılan SEM incelemelerinde, 2 saat boyunca mekanik alaşımlamaya tabi tutulan kompozit malzemede TiC takviye parçacıklarının AA2024 matrisinin içerisinde homojen olarak dağıldığı gözlemlenmiştir. Diğer taraftan 1 saat öğütme sonrasında pulsu yapı oluşumundan dolayı ortalama toz boyutu artmış ve sonraki öğütme sürelerinde ise bu pulsu yapının kırılmasına bağlı olarak ortalama toz boyutu düşmüştür. Elde edilen kompozit malzemeler ile yapılan deneyler sonucunda çekme mukavemetinin 2 saate kadar arttığı, sonrasında öğütme süresi arttıkça tekrar düştüğü gözlemlenmiştir. Deneyler sonucu elde edilen en yüksek çekme dayanımı 2 saat alaşımlanmış kompozitte (265 MPa), elde edilen en yüksek sertlik ise 230 BSD olarak 10 saat mekanik alaşımlamaya tabi tutulmuş kompozitte meydana gelmiştir.

Abstract:
In this thesis, AA2024 metal powder with an average powder size of 110 µm and produced by water atomization and TiC particle reinforcement with an average powder size of 5.2 µm were used. Composite powders were obtained by adding 10% TiC particle reinforcement into the AA2024 metal matrix and grinding the resulting mixture by mechanical alloying method at different times (1, 2, 5, and 10 hours). Planetary type mechanical alloying device was used during this mechanical alloying process. Powders obtained due to the process and AA2024 powder without reinforcement were made into composite material by the hot-pressing method under 430 0C temperature and 350 MPa pressure. Physical, chemical, and mechanical properties of the samples obtained after powder and composite material production were determined by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), tensile, density, and hardness tests. In the SEM examinations, it was observed that the TiC reinforcement particles were homogeneously distributed in the AA2024 matrix in the composite material, which was mechanically alloyed for 2 hours. On the other hand, after 1 hour of grinding, the average powder size increased due to a flaky structure. The mean powder size decreased due to the breakage of this flaky structure in the subsequent grinding periods. As a result of the experiments made with the composite materials obtained, it was observed that the tensile strength increased up to 2 hours and then decreased again as the grinding time increased. The highest tensile strength obtained from the experiments occurred in the composite alloyed for 2 hours (265 MPa), the highest hardness obtained as 230 HB in the composite subjected to mechanical alloying for 10 hours.