Abstract

Alüminyum alaşımları muhteviyatları itibari ile, düşük yoğunluk iyi mukavemet özelliklerinden dolayı ileri teknmololjimalzemeleri olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Aluminyum ve alaşımlarının mekanik özellikleri, metal veya seramik bazlı takviye elemenları ile yeni metal matris kompozitleri oluşturulabilir. Takviye edilen parçacıklar ile yeni malzemelerin özellikleri büyük ölçüde iyileştirilebilir. Bu çalışma da toz metalurjisi karıştırma yöntemiyle Aluminyum matrisine ilave edilen bor karbürlerin (B4C) değişik sinterleme koşulları altında mikroyapı, yoğunluk ve aşınma direnci üzerine etkileri incelenmiştir. Atritor de mekanik karıştırma ile üretilen tozlar, soğuk izostatik pres kalıbı ile 400 MPa basınç altında sıkıştırılarak silindirik kompozit numuneler elde edilmiştir. Üretilen numuneler, 600,625,640 ° Clerde 2 saatlik süre ile saf argon ortamında sinterlenmiştir. Üretilen metal matris kompozitin aşınma davranışı pin-on-disk aşınma test cihazı kullanılarak incelendi. Uygulanan sinterleme sıcaklıklarının Al/ B4C alaşımları aşınma davranışları sabit yük ve sabit mesafe altında incelenmiştir. Uygulanan uygun koşullar altında B4C takviyesi kompozitlerin aşınma oranını iki dereceden fazla azaltabileceği görülmüştür. Elde edilmiş olan aşınma performansını takviye oranları ile ilişkilendiren çeşitli araştırmalar da yapılmıştır. Aluminyumun aşınma test sonuçları, B4C takviye oranlarının değişimi sonucunda aşınma tiplerinde farklılık olduğu ve aşınma direncini arttırdığı gözlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda aşınma direnci doğrudan ağırlıkça takviye edilen % B4C oranları ile değiştiği ve artan takviye oranına bağlı olarak özellikle % 15 B4C oranı ile daha çok arttığı gözlemlenmiştir.

References

[1] Lee, K.B., Sim H.S.; Cho, S.Y.; Kwon, H.; Reaction Productsof Al- Mg/B4 Composite Fabricated by Pressure less Infiltration Technique, Materials Science and Engineering,2001, 227-234.
[2] German, R,M., Powder Metallurgy and Particulate Materials Processing, Princeton USA, (2005)
[3] Topcu İ., Karbon Nanotüp Takviyeli Aluminyum Matriksli AlMg/KNT Kompozitlerinin Mekanik Davranışlarının İncelenmesi, Journal of Graduate School of Natural and Applied Sciences,2018,4:1,99-109.
[4] J.Udaya Prakash J., Ananth S., Sivakumar G., MoorthyT.V., Multi-Objective Optimization of Wear Parameters for Aluminium Matrix Composites (413/B4C) using Grey Relational Analysis, Materials todays,2018, 5:2, 7207-7216.
[5] Suryanarayana C., Mechanical Alloying and Miilling, USA,40-44,2004
[6] Ahlatçı H., Alüminyum-Silisyum Karbür Kompozitlerin MekanikÖzelliklerine ve Aşınma Davranışına Takviye Boyutunun ve Matris Bileşiminin Etkisi, Doktora Tezi, I.T.Ü, Fen Bilimleri Enstitüsü Istanbul (2003)
[7] B Manjunatha, Niranjan H.B., Satyanarayana K.G., Effect of amount of boron carbide on wear loss of Al-6061 matrix composite by Taguchi technique and Response surface analysis, Materials Science and Engineering,2018, 376,012071.
[8] Akbulut H.,Kara Y., Karbon takviyeli karbon nanotüp katkılı epoksi kompozit helisel yayların mekanik davranışları, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University,2017, 32:2.
[9] Marcelo T., Carvelho M.H., Euro PM 95 Light alloys,1995, 181–188.
[10] Fırat, F. K., Eren A., Investıgatıon of FRP Effects on Damaged Arches in Hıstorıcal Masonry Structures. Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University,2015,30:4,.
[11] Kayacan M C., Delikanlı Y E., Duman B., Özsoy K., Ti6Al4v toz alaşımı kullanılarak SLS ile üretilen geçişli (değişken) gözenekli numunelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University,2018, 33:1 127-143.
[12] Candan, E., Ahlatçı, H., Çimenoğlu, H., Abrasive wear behaviour of Al-SiC composites produced by pressure infiltration technique, Wear,2011,247, 133-138.
[13] Yörükler E.C., Mechanical Properties of Boron Carbide Particulate Rainforced Alumium Matrix Composties, Y. Lisans Tezi, ITU Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006
[14] Chapman, T.R.; Niesz, D.E.; Fox, R.T., Fawcett, T., Wear Resistant Aluminum-BoronCarbide Cermets for Automotive Brake, Applications Wear,1999, 81-87.
[15] Zhang K.Z., Fortin A., Charette X., ChenG., Effect of titanium on microstructure and fluidity of Al–B4C composites, Journal of Materials Science,2001, 46:9,3176-3185.
[16] Arslan G., Kalemtaş A., Processing of silicon carbide–boron carbide–aluminium composites Journal of the European Ceramic Society,2009, 29,3,473-480.
[17] Arslan D., Mekanokimyasal yöntemle bor karbür sentezi ve alüminyum matrisli kompozit malzemede kullanılabilirliğinin incelenmesi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University,2013,28, 4, 875-883.
[18] Ipek R., Adhesive wear behaviour of B4C and SiC reinforced 4147 Al matrix composites (Al/B4C–Al/SiC), Journal of Materials Processing Technology,2005,162–163, 71-75.
[19] Akın G., Toz metalurjisi yöntemiyle alüminyum matrisli bor karbür takviyeli kompozitlerin üretilmesi ve mekanik Özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, ITÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, (2006)
[20] Canute X, M.C. Majumder M.C., Investigation of tribological and mechanical properties of aluminium boron carbide composites using response surface methodology and desirability analysis, Industrial Lubrication and Tribology,2018,70:2, 301-315.
[21] Topcu I., Gulsoy H.Ö., Kadıoglu N., Gulluoglu A.N., 2009. Processing and Mechanical properties of B4C Reinforced Al Matrix Composites. Journal of Alloys and Compounds,2009, 482:1-2, 516-521
[22] Gülsoy H.Ö., Bilici M K., Bozkurt Y., Salman S., Enhancing the wear properties of iron based powder metallurgy alloys by boron additions, Materials and Design,2007, 28, 2255–2259.
[23] Arık, H., Production and characterization of in situ AI4C3 reinforced aluminum-based composite produced by mechanical alloying technique, Materials and Design,2004, 25. 31-40.