B4C TAKVİYE ORANI VE İKİNCİL SİNTERLEME İŞLEMLERİNİN Al6061 MATRİSLİ MMKp MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ
B4C TAKVİYE ORANI VE İKİNCİL SİNTERLEME İŞLEMLERİNİN Al6061 MATRİSLİ MMKp MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ
Yazar: Kıymaz, Türkan; Özçatalbaş, Yusuf
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 8 No. 3, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Toz Metalurjisi,Al6061,B4C,Sıcak Presleme,MMKp,Süperkatı Üzeri Sıvı Faz Sinterleme

Bu deneysel çalışmada, sıcak presleme aktif sinterleme yöntemi ile üretilen Al6061 matrisli B4C parçacık takviyeli Metal Matrisli Kompozit (MMKp) malzemelerin özelliklerine takviye oranı ve sıvı faz sinterlemenin etkisi araştırılmıştır. Ağırlıkça %0, %5, %10 ve %15 oranlarında B4C seramik parçacık takviye elemanları ile ön alaşımlı Al6061 metal tozu turbula cihazında 45 dakika süre ile karıştırılmıştır. Karışım tozlar, 40x60mm2 boyutlarındaki kalıp içerisinde oda sıcaklığında 200 MPa ön presleme basıncında sıkıştırılmıştır. Devamında aynı kalıp bloğu içerisinde argon atmosferi altında 400ºC sıcaklıkta 45 dakika boyunca yağlayıcı giderme işlemi uygulanmıştır. Ardından, 550ºC sıcaklıkta 100 MPa basınç altında 1 saat boyunca argon atmosferi altında sıcak presleme (SP) aktif sinterleme işlemi uygulanarak MMKP malzemeler üretilmiştir. Bu numunelere 610ºC sıcaklıkta 1 saat süreyle süper katı üzeri sıvı faz sinterleme (SKSS) işleminin uygulanmasıyla ikincil sinterleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mikroyapıları ve fiziksel özellikleri; metalografik muayene, sertlik ve yoğunluk ölçümleri, çapraz kırılma dayanımları (ÇKD) ve kırık yüzey analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. SKSS işlemi sonunda numuneler suda hızlı (S) ve fırında  yavaş (F) soğutularak, soğuma hızının etkisi de incelenmeye çalışılmıştır. SKSS işlemi, SP ile üretilen MMKp malzemelerin yoğunluğunu kısmen düşürmüştür. Bu etki özellikle fırın ortamında yavaş soğutmaya bırakılan numunelerde daha fazladır. Bununla birlikte suda hızlı soğutulan numunelerin sertlik ve ÇKD değerlerinde önemli miktarda artış meydana gelmiştir.

Bu deneysel çalışmada, sıcak presleme aktif sinterleme yöntemi ile üretilen Al6061 matrisli B4C parçacık takviyeli Metal Matrisli Kompozit (MMKp) malzemelerin özelliklerine takviye oranı ve sıvı faz sinterlemenin etkisi araştırılmıştır. Ağırlıkça %0, %5, %10 ve %15 oranlarında B4C seramik parçacık takviye elemanları ile ön alaşımlı Al6061 metal tozu turbula cihazında 45 dakika süre ile karıştırılmıştır. Karışım tozlar, 40x60mm2 boyutlarındaki kalıp içerisinde oda sıcaklığında 200 MPa ön presleme basıncında sıkıştırılmıştır. Devamında aynı kalıp bloğu içerisinde argon atmosferi altında 400ºC sıcaklıkta 45 dakika boyunca yağlayıcı giderme işlemi uygulanmıştır. Ardından, 550ºC sıcaklıkta 100 MPa basınç altında 1 saat boyunca argon atmosferi altında sıcak presleme (SP) aktif sinterleme işlemi uygulanarak MMKP malzemeler üretilmiştir. Bu numunelere 610ºC sıcaklıkta 1 saat süreyle süper katı üzeri sıvı faz sinterleme (SKSS) işleminin uygulanmasıyla ikincil sinterleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mikroyapıları ve fiziksel özellikleri; metalografik muayene, sertlik ve yoğunluk ölçümleri, çapraz kırılma dayanımları (ÇKD) ve kırık yüzey analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. SKSS işlemi sonunda numuneler suda hızlı (S) ve fırında  yavaş (F) soğutularak, soğuma hızının etkisi de incelenmeye çalışılmıştır. SKSS işlemi, SP ile üretilen MMKp malzemelerin yoğunluğunu kısmen düşürmüştür. Bu etki özellikle fırın ortamında yavaş soğutmaya bırakılan numunelerde daha fazladır. Bununla birlikte suda hızlı soğutulan numunelerin sertlik ve ÇKD değerlerinde önemli miktarda artış meydana gelmiştir.