AA2024 matrisli Al2O3-SiC takviyeli hibrit nanokompozitlerin T/M yöntemi ile üretilmesi ve balistik performansının incelenmesi
Production of AA2024 matrix Al2O3-SiC reinforced hybrid nanocomposites using T/M method and investigation of ballistic performance
Yazar: MUHAMMET VAHİTTİN KAÇMIŞ
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR ÇALIGÜLÜ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, üretim yöntemlerinden biri olan Toz Metalurjisi  (T/M) yöntemi kullanarak elde edilen 63μm partikül boyuta sahip AA2024 matrisli Al2O3 ve SiC takviyeli hibrit nanokompozitlerin mikroyapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Farklı oranlarda AA2024/Al2O3, AA2024/SiC ve AA2024/Al2O3-SiC toz karışımları hazırlanarak 560 ºC sıcaklıkta 120 dk. Sürede 500 MPa basınçta sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir.
Üretilen numuneler mikroyapılarını ve mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla; SEM, EDX ve XRD görüntüleri ile mikrosertlik, yoğunluk, çekme, korozyon ve balistik testleri yapılmıştır.
Yapılan test sonuçlarına göre; AA2024/Al2O3, AA2024/SiC ve AA2024/Al2O3-SiC nano kompozit malzemelerin tümünde en iyi çekme testi sonucu % 2 takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir. Çekme mukavemetinin artmasını etkileyen en önemli parametrenin, oluşan Al2Cu ara faz miktarı olduğu tespit edilmiştir. Sertlik değerleri, artan takviye oranı ile artış göstermiştir. Malzemelerin artan takviye oranı ile korozyon hızları artmış, fakat % 2 takviye oranından sonra korozyon hızları sürekli düşüş göstermiştir. En düşük korozyon hızları ise % 5 takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir. Balistik test sonucunda ise en yüksek değeri % 2 takviyeli kompozit malzemeler vermiş olup, daha yüksek takviye oranlarında ise balistik test değerlerinde düşüşler meydana gelmiştir.

Abstract:
In this thesis, the microstructures and mechanical properties of AA2024 matrix Al2O3 and SiC reinforced hybrid nanocomposites with 63μm particle size obtained using Powder Metallurgy (T/M) method, which is one of the production methods, were investigated. Powder mixtures of AA2024/Al2O3, AA2024/SiC and AA2024/Al2O3-SiC were prepared in different proportions and kept at 560 ºC for 120 minutes. It was produced by hot pressing method at 500 MPa pressure in time.
In order to determine the microstructure and mechanical properties of the produced samples, microhardness, density, tensile, corrosion and ballistic tests were performed using SEM, EDX and XRD images.
The results revealed that the best tensile test result in all AA2024/Al2O3, AA2024/SiC and AA2024/Al2O3-SiC nano composite materials was obtained from 2% reinforced composite materials. It was determined that one of the most important parameters affecting the tensile strength was the amount of Al2Cu interphase formed. The hardness values increased with the increasing reinforcement ratio. Corrosion rates increased with increasing reinforcement ratio of materials, but corrosion rates decreased continuously after 2% reinforcement ratio. The lowest corrosion rates were found in 5% reinforced composite materials. As a result of ballistic test, 2% reinforced composite materials provided the highest value. After 2% reinforcement rate, ballistic test values decreased.