Kurşun ile modifiye edilmiş ZAMAK12 alaşımının sürtünme ve aşınma davranışlarının araştırılması
Investigation on friction and wear behaviour of ZAMAK12 alloy modified with lead
Yazar: EMRE BAYRAM
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM ÇELİKYÜREK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Kurşun = Lead ; Sürtünme aşınması = Abrasive wear ; Yataklar = Bearings ; Çinko = Zinc

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında döküm yöntemi ile elde edilmiş ZA-12 alaşımına farklı ağırlık konsantrasyonlarında kurşun (ağırlıkça %10, 20 ve 30 ) ilave edilerek sürtünme ve aşınma özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kurşun ile modifiye edilen her bir ZA-12 alaşımı CSM Tribometre cihazı ile ASTM G99 test standardına uygun olarak test edilmiştir. Sürtünme ve aşınma davranışları birbiri ile mukayese edilerek incelenmiştir. Ayrıca tez çalışmasına konu olan tüm malzemelerin mekanik özellikleri ve aşınma yüzeyleri incelenerek sonuçlar raporlanmıştır. Çalışmalarda belirtildiği gibi kurşun, standart ZA-12 alaşımına ilavesiyle birincil β-dendritlerinin boylarının küçülerek küresel bir form almasını sağlamıştır. Ek olarak sertlik üzerinde bir etkisi görülmemiştir. Yüksek sürtünme hızı ve yüksek yük şartlarındaki sürtünme uygulamalarında ağırlıkça %10 kurşun ihtiva eden ZA-12 alaşımı aşınma yüzeyine sıvanan kurşun tabakası sayesinde en iyi aşınma performansı göstermiştir ancak tüm aşınma şartlarında ise ağırlıkça %20 kurşun ile hazırlanan ZA-12 alaşımı en iyi aşınma performansı sergilemiştir. Yapılan çalışmalar kurşun elementinin alüminyum esaslı yatak malzemelerinin aşınma miktarını düşürmek için kullanıldığı gibi Zn-Al esaslı alaşımlarının da tribolojik performansını geliştirmek için kullanılabileceğini göstermektedir ancak kurşun ZA-12 alaşımına ilave edildiğinde yapı gevrek bir davranış göstermektedir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, the effect on friction and wear properties was investigated by adding different weight concentrations of Pb (10, 20 and 30 by weight) to the ZA-12 alloy obtained by the casting method. Each ZA-12 alloy modified with lead was tested with the CSM Tribometer device in accordance with ASTM G99 test standard. Friction and wear behaviors were compared with each other and investigated. In addition, the mechanical properties and wear surfaces of all materials subject to the thesis study were examined and the results were reported. As stated in the studies, with the addition of lead to the standard ZA-12 alloy, the primary β-dendrites were reduced in size and took a spherical form. In addition, no effect on hardness was observed. In friction applications under high friction speed and high load conditions, ZA-12 alloy containing 10% by weight showed the best wear performance thanks to the lead layer coated on the wear surface however, the ZA-12 alloy prepared with 20 wt% lead showed the best wear performance in all wear conditions. Studies show that Pb element can be used to reduce the wear amount of aluminum-based bearing materials as well as to improve the tribological performance of Zn-Al based alloys, but when Pb is added to ZA-12 alloy, the structure shows a brittle behavior.