Seramik parçacıklar ile takviyelendirilmiş alüminyum matris kompozitlerin karakterizasyonu
Characterization of aluminum matrix composites reinforced with ceramic particles
Yazar: BURAK KURUAHMET
Danışman: PROF. DR. YAHYA KEMAL TÜR
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; Silisyum karbür = Silicon carbide

Özet:
Alüminyum metal matrisli kompozit (AMK)'ler, geliştirilmiş mekanik ve fiziksel özellikleri nedeniyle havacılık ve askeri uygulamalarda geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Bu çalışmada Al-6061 alaşımına silisyum karbür (SiC) ve grafit (Gr) ilavesinin etkileri araştırılmıştır. SiC yüzdesi %5, %10, %15 olarak değiştirilmiştir. Kompozitler, karıştırmalı döküm işlemi ile kum ve kokil kalıplarına dökülerek üretilmiştir. Al-6061 silisyum karbür ve grafit takviyeli hibrit kompozitler çift karıştırmalı döküm yöntemi ile üretilmiştir. Başlangıçta, Al-6061-grafit kompoziti, Al-6061 eriyiğine ağırlıkça %5 grafit eklenerek hazırlandı. Daha sonra Al-6061-grafit ergiyik kompozitine %5, %10, %15 SiC ilave edilerek üç farklı hibrit kompozit yapılmıştır. Üretilen kompozitlerin ve hibrit kompozitlerin morfolojik ve mekanik testler için analiz edilmiştir. Kompozitlerde bulunan takviye malzemelerinin ve elemanların morfolojisi, dağılımı analiz edildi. Brinell sertlik test cihazı ile yapılan araştırmalar, kompozitin sertliğinin arttığını gösterdi. Aşınma testleri 2 N yük altında, 250 m mesafede ve 40 cm/s pin on disk yöntemi ile yapılmıştır. Kalıp ve kum dökümü ile üretilen numuneler için sürtünme katsayısındaki değişimler ölçülmüştür. Kompozitlerin aşınmış yüzeyleri de taramalı elektron mikroskobu teknikleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan silisyum karbür ilavesi ile mekanik özellikler iyileşirken hibrit kompozitin tribolojik özelliklerinin arttığı bulunmuştur.

Abstract:
Aluminum metal matrix composite (AMC)'s have a wide range of uses in aerospace and military applications due to their improved mechanical and physical properties.
In this study investigates the effects of adding silicon carbide (SiC) and graphite to Al-6061 alloy. The percentage of SiC was varied by 5%,10%,15%. The composites were produced by casting into sand and die molds by the stirred casting process. Al-6061-silicon carbide (SiC) and graphite hybrid composites were produced by double stir casting method. Initially, Al-6061-graphite composite were prepared by adding 5 wt% of graphite into Al-6061 melt. Then, three hybrid composites were produced by adding 5%, 10%, 15%, SiC into Al-6061-graphite melt composite. The fabricated composites and hybrid composites were analyzed for morphological and mechanical tests. The morphology, distribution of reinforcement materials and elements present in the composites were analyzed. Investigations with a hardness tester on Brinell showed that the composites had increased hardness. Wear tests were performed under 2 N load, within a distance of 250 m and by using 40 cm/s via pin on disc methods. The changes in the friction coefficient were measured for the samples produced by casting die and sand. The worn surfaces of the composites were also investigated via scanning electron microscopy techniques. From the results, it was found while the mechanical properties were improved with the addition of silicon carbide, the tribological properties of the hybrid composite increased.