Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen metal matrisli kompozitlerde Ni3Al metaller arası bileşik takviyesinin aşınma davranışına etkilerinin araştırılması
Investigation of influences to wear behaviour of Ni3Al intermetallic reinforced metal matrix composites produced by powder metallurgy
Yazar: MEHTAP DEMİREL
Danışman: DOÇ. DR. MEHTAP MURATOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Sıcaklık = Temperature

Özet:
Bu çalısmada; farklı matrislere farklı oranlarda Ni3Al metallerarası bilesigi takviye edilerek tozmetalurjisi yöntemiyle üretilen kompozit malzemelerin kuru kayma asınma davranısları arastırılmıstır.Matris malzemesi olarak Al, Cu ve 2124Al alasım malzemeleri kullanılmıstır. Takviye olarak agırlıkça%5, 10, 15 oranlarında Ni3Al ilave edilmistir. Yaslandırma ısıl isleminin asınma davranısı üzerineetkilerini gözlemlemek amacıyla da 2124Al alasımlarına T6 ısıl islemi uygulanmıstır.Kuru kayma asınma testleri; 1500 m kayma mesafesi, 0.4 m/s hız sabit tutularak; 83, 100 ve 150N'luk üç farklı yük ve 25, 50, 100, 150°C lik dört farklı degisken sıcaklık sartları altında pin-on-ringsistemi kullanılarak yapılmıstır. Asınma verileri agırlık kaybı ölçümlerine göre yapılmıstır. Tüm deneysartları için sürtünme katsayısı verileri alınmıstır. Asınmıs yüzeylerin SEM fotografı alınıp EDSanalizleri yapılmıstır.Sonuçta; farklı yükler altında yapılan deneylerde; genel olarak yük arttıkça agırlık kaybıartmıstır. Ayrıca takviye etkisinde takviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük yüklerde düsüktakviye oranına sahip Cu-Ni3Al kompozitlerinde en iyi asınma direnci gözlenmistir. Yüksek yüklerdeise T6 ısıl islemi görmüs 2124Al-Ni3Al kompozitleri daha iyi sonuç vermistir. Takviyesiz matrislerdeise, düsük yüklerde ısıl islem görmüs 2124Al alasım matris yüksek asınma direnci göstermistir. Artanyük ile birlikte takviyesiz Cu matrisi daha iyi sonuç vermistir.Sıcaklık etkisinde; sıcaklık arttıkça genel olarak agırlık kaybı artmıstır. Takviye etkisinde isetakviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük sıcaklıklarda düsük takviye oranına sahip Cumatrisli kompozit malzemelerin yüksek asınma direnci vermistir. Yüksek sıcaklıklarda ise ısıl islemgörmüs 2124Al alasım ? Ni3Al kompozitleri en iyi sonucu vermistir. Takviyesiz matrislerde düsüksıcaklıklarda takviyesiz 2124 Al alasım matrisi yüksek asınma direnci göstermistir. Yükseksıcaklıklarda ise takviyesiz Cu matrisinde yüksek asınma direnci gözlenmistir.Anahtar Kelimeler: Metal matrisli kompozit malzemeler, Al, Cu, 2124Al alasımı, Ni3Al, asınma,sıcaklık

Abstract:
In the present study, sliding wear behaviour of different metal matrix compositereinforced with different ratio of Ni3Al intermetallic fabricated by powder metallurgytechnique was investigated. Al, Cu and 2124 Al alloy materials were used as matrixmaterials. Intermetallic particle reinforced composites contained 5, 10, 15 wg %Ni3Al, theartificial aging was made for observing the effect of the aging heat treatment on the wearbehavior of the 2124Al ? Ni3Al composites.Dry sliding wear test were done at a constant sliding velocity of 0.4 m/s andconstant sliding distance of 1500 m a load in the range 83-150 N and a temperature in therange 25-150°C using pim-on-ring system. Wear datas were dona according to weight lossmea surement. Friction coefficient datas were taken for all experimental conditions. Theworn surfaces were examined by SEM and EDS.Finally; experiments performed un der different loads; weight loss generallyincreased with increasing load. Besides, weight loss increased with increasing the ratio ofthe reinforcement. Fort he low loads, the best wear resistance was observed for Cu-Ni3Alcomposites having the low reinforcement ratios. At the high load, 2124 Al-Ni3Alcompositeswhich is applied to the T6 heat treatment, were given well results than those ofthem. The unreimforced 2124 Al matrix samples with T6 heat treatment showed highwear resistance at the low loads. Together with the increasing load, unreinforced Cumatrix samples was given well result than those of them.The weight loss generally increased with increasing temperature and the ratio of thereinforcement for all of the sample. The high wear resistance was observed for theunreinforced 2124 Al matrix samples at the low temperatures (25 and 50 °C) for the Cumatrix samples at the high temperatures (100 and 150 °C). Cu matrix composites showedlow wear rate at the low temperature (25°C) while 2124 Al- Ni3Al ? T6 composites showedthe same resuit at high temperatures (50-150 °C).Keywords: Metal matrix composite materials, Al, Cu, 2124Al alloy, Ni3Al, wear,temperature