Alüminyum esaslı SiC takviyeli kompozitlerin üretimi ve aşınma özelliklerinin araştırılması
Production of aluminium based SiC-reinforced composite materials and investigation of their wear properties
Yazar: KAMİL ÖZDİN
Danışman: PROF. DR. YUSUF ŞAHİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, basınçlı Vorteks metodu ile farklı boyut ve hacim oranlarında SiC partikülleri ile takviye edilmiş Al esaslı (Al-2011) Metal Matriksli Kompozit(MMK)'ler üretilmiş ve aşınma özellikleri araştırılmıştır. Yoğunluk ölçümleri,porozitenin çok düşük olduğunu; partikül oranının artması ve boyutunundüşmesi ile porozite oranının arttığını göstermiştir. Taramalı ElektronMikroskobu (SEM) ile yapılan mikroyapı incelemeleri, partikül boyutununartmasıyla homojen bir dağılım sağlandığını göstermiş; düşük boyutlupartiküllerin, partikül topaklanmasına ve porozite oluşumuna nedenolduklarını ortaya çıkarmıştır. Kompozitler ve alaşımın, pim-disk tipi aşınmadeney düzeneği ile hem sulu hem de rulman çelik bileziğine (H13) karşı, kuruortamda aşınma davranışları araştırılmıştır. Bu çalışmada; partikül yüzdesinin,partikül boyutunun ve uygulanan yükün aşınmaya etkisi sistematik olarakaraştırılmıştır. Her iki aşınma testinde de kompozitin aşınma direncinin Alalaşımına göre çok daha yüksek olduğu ve bunun partikül yüzdesi ve partikülboyutu ile arttığı tespit edilmiştir. Yük arttıkça her iki aşınma testinde deaşınma oranı bütün numunelerde artmıştır. Ayrıca kompozitlerin aşınmasındabelli yük sınırı tespit edilmiştir. Yük sınırı partikül yüzdesine ve ebatına göredeğişebilmektedir. Bu yük sınırı aşıldığında numunenin aşınma oranında bazıyükselişler gözlenmiştir. Diğer taraftan zımparalı aşınmadaki kayma mesafesiivarttıkça birim kayma mesafesindeki aşıma oranının azaldığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Aşınma, MMK, üretim, Vortex yöntemi, partikül, Alalaşımı, SiCp, abrasiv aşınma, kuru kayma

Abstract:
In the present work, Al alloy (Al-2011) based Metal Matrix Composites(MMC?s) reinforced with varying size and volume fraction of SiC particles havebeen produced by using a vortex method and subsequently applied pressure.The density measurements showed that the samples contained little porosity,and the amount of porosity in the composites increased with increasing volumefraction and decreasing size of particles. Scanning electron microscopic (SEM)observation of the microstructures revealed that the dispersion of the coarsersizes of particles was more uniform, while finer particles led to agglomeration ofthe particles and porosity. In addition, wear of the alloy and the composites hasbeen investigated using a pin-on-disc type ofwear machine both abrasive andpin-on-ring made of bear steel (H13) under dry sliding. In this study, the effectof SiC particle content, particle size, and load on the wear properties of thecomposites were systematically investigated. It was found that the wearresistance of the composites was more higher than that of Al alloy for both weartests, and increased with increasing SiC particle content and size. The wearrates of all samples increased with increasing loads at all tests. However there isa load limit at the wear of composites. The load limitation can changeddepending on the particule content, and particle size. When this load limit wasover 45 N, some increases of wear rate of the samples occured especially forvihigher volume fraction composite. On the other hand, the wear rate in a unitdistance decreased for abrasive wear test as the sliding distance increased.Key Words : Wear, MMC, production, vortex method, particle, Al-alloy, SiCpabrasive wear, dry sliding