Sıcak Preslenmiş Bronz-Nikel-Kobalt’lı Matrislere Sıvı Fazın Etkisinin İncelenmesi
Investigation of the Effect of Liquid Phase on Hot Pressed Bronze-Nickel-Cobalt Matrices
Yazar: Tunç, Büşra; Çelik, Ertuğrul
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 13 No. 1, 2024
Anahtar kelimeler: Material Characterization ; Malzeme Karekterizasyonu ; Metals and Alloy Materials ; Metaller ve Alaşım Malzemeleri ; Powder Metallurgy ; Toz Metalurjisi ; Metal matrix composites,Powder metallurgy,Liquid phase sintering,Hot pressing ; Metal matris kompozitleri,Toz metalurjisi,Sıvı faz sinterleme,Sıcak presleme

Bu çalışmada, %80 bronz, %15 nikel (Ni) ve %5 kobalt (Co) içeren bir metal matris kompozit malzeme üretilmiştir. Bronz, genellikle bakır ve kalay alaşımı olarak bilinir ve yüksek korozyon direnci ile mekanik dayanıklılık sunar. Nikel, metal matris kompozitlerde korozyon ve oksidasyon direncini artırırken, kobalt ise sertliği ve aşınma direncini iyileştirir. Bu kompozit malzeme, %2, %4 ve %6 oranlarında AgCd alaşımı ile zenginleştirilmiştir. Malzeme üretim sürecinde sıcak presleme yöntemiyle sıvı faz sinterleme tekniği uygulanmıştır. Bu yöntem, yüksek yoğunluk ve iyi mekanik özellikler elde edilmesine olanak tanır. Çalışmada farklı sıcaklıklar (650, 700, 750)kullanılarak sinterleme işlemi gerçekleştirilmiş ve malzemenin mikroyapısal özellikleri üzerinde sıcaklığın etkisi incelenmiştir. Analiz aşamasında SEM kullanılarak malzemenin mikro yapısı incelenmiş ve EDS ile elementel analizler yapılmıştır. Sertlik testi, malzemenin mekanik dayanıklılığını değerlendirmek için kullanılmıştır. Yoğunluk, malzemenin kütlesinin hacmine oranı olarak belirlenmiş ve malzemenin içyapısı hakkında bilgi vermiştir. Üç noktalı eğme testi, malzemenin eğilme mukavemetini ölçerken, kırık yüzey analizi malzemenin kırılma davranışlarını ortaya koymuştur. XRD ise malzemenin kristal yapısını ve faz bileşimini belirlemek için kullanılmıştır. Sonuçlar, sıcaklık değişimlerinin ve Ag-Cd katkı oranlarının, kompozit malzemenin mikro yapısı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini göstermiştir. Sıvı faz sinterleme ve sıcak presleme süreçlerinin, malzemenin dayanıklılığı, sertliği ve diğer fiziksel özellikleri üzerinde önemli iyileşmeler sağladığı gözlemlenmiştir.

In this study, a metal matrix composite material consisting of 80% bronze, 15% nickel (Ni), and 5% cobalt (Co) was produced. Bronze is commonly known as a copper-tin alloy and offers high corrosion resistance and mechanical durability. Nickel enhances corrosion and oxidation resistance in metal matrix composites, while cobalt improves hardness and wear resistance. The composite material was further enriched with AgCd alloy in proportions of 2%, 4%, and 6%. The material production process involved the application of the liquid phase sintering technique using hot pressing. This method enables the achievement of high density and good mechanical properties. Sintering was conducted at different temperatures (650, 700, 750°C), and the effect of temperature on the microstructural characteristics of the material was investigated. During the analysis phase, the microstructure of the material was examined using SEM and elemental analysis was performed using EDS. Hardness testing was employed to evaluate the mechanical durability of the material. Density, defined as the mass-to-volume ratio, provided information about the material's internal structure. Three-point bending tests measured the bending strength of the material, while fracture surface analysis revealed the material's fracture behavior. XRD was used to determine the crystalline structure and phase composition of the material. The results demonstrated the effects of temperature variations and Ag-Cd addition ratios on the microstructure and mechanical properties of the composite material. Significant improvements in the material's durability, hardness, and other physical properties were observed due to the liquid phase sintering and hot pressing processes.