Sürtünme karıştırma yöntemi (SKY) ile Al6061/TiB2/Nano grafen hibrit yüzey kompozitlerin üretimi ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Composites by friction-stirring method (SKY) and investigation of their wear properties
Yazar: BURCU ŞAHİNGÖZ
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN ÇITAK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL KARAKOÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites

Özet:
Bu çalışmada sürtünme karıştırma kaynak yöntemi (SKY) ile Al6061 esaslı, TiB2, B4C ve Nano grafen(GNP) ilaveli hibrit yüzey kompozit malzemeler üretilmiştir. Ana malzeme olarak Al6061 alaşımı kullanılırken takviye elemanı olarak TiB2/B4C/GNP tozları kullanılmıştır. Ağırlıkça %100 TiB2, %99,5 TiB2-%05NGNP, %98 TiB2-%2GNP,   %50   B4C-%50 TiB2   %50(%99,5 TiB2-%0,5GNP)-%50B4C, %50(%98 TiB2-%2GNP )-%50B4C tozlar iki boyutlu karıştırıcıda 30 dakika boyunca karıştırılmıştır. 210x50x8mm boyutlarındaki Al6061 altlık levhaya açılan deliklere doldurularak elle sıkıştırılmıştır. Hazırlanan levhalara, 20 mm/dakika ilerleme hızı ve 1400 devir/dakika devir sayısı ile SKY uygulanarak yüzey kompozit malzemeler üretilmiştir. Yüzey kompozit üretimi için diğer kaynak parametreleri sabit tutulmuştur.  Elde edilen ürünlerden 2'şer adet çekme numunesi, 3'er adet aşınma numunesi, 1er adet sertlik numunesi ve optik inceleme için metalografik numuneler hazırlanmıştır. Ağırlıkça farklı oranlarda tozlardan üretilen numunelerin sertlik, çekme ve aşınma testleri yapılmıştır. Ayrıca kırık ve aşınmış yüzey mikroyapıları optik ve elektron mikroskobu ile incelenmiş ve yüzeyin XRD analizleri yapılmıştır. Takviye tozlarının matris malzemesi içerisinde homojen olarak dağıldığı tespit edilmiş ve en yüksek çekme  ve sertlik değeri %50B4C-%50 TiB2 tozları ile hazırlanan numunede gözlemlenmiştir. B4C ve GNP ilavesi ile birlikte aşınma özelliklerinin iyileştiği görülmüştür.

Abstract:
In this study, hybrid surface composite materials based on Al6061, TiB2, B4C and Nano graphene(GNP) added were produced by friction stir welding method (SKY). While Al6061 alloy was used as the main material, TiB2/B4C/GNP powders were used as reinforcement element. By weight 100% TiB2, 99.5% TiB2-0.5%GNP, 98% TiB2-2%GNP,   50%B4C-50% TiB2,   50%(99.5% TiB2-0.5%GNP)-50%B4C,% 50(98% TiB2-%2GNP )-50%B4C powders were mixed for 30 minutes in a two-dimensional mixer and compressed into the holes drilled into the 210x50x8mm Al6061 base plate. Surface composite materials were produced by applying SKY to the prepared boards with a speed of 20mm/min and 1400rpm. The same welding parameters were used in this process. From the obtained products, 2 tensile samples, 3 wear samples, 1 hardness sample and metallographic sample for optical examination were prepared. Microhardness, tensile behavior, weight losses under wear behavior of samples produced from powders in different weight ratios, Scanning electron microscope (SEM) image of wear surface and fracture surface after wear and tensile test, microstructure images by optical beam microscope, SEM images of prepared microstructure samples, XRD analysis examined. When the experimental studies were examined, it was observed that the powders were homogeneously dispersed in the matrix substrate material. In the light of the results, the highest tensile value and hardness value were observed in the sample prepared with 50%B4C-50% TiB2 powders. It was observed that the wear properties improved with the addition of B4C and GNP.