Vorteks Yöntemi İle Al2O3 Takviye Edilen 7039 Al Alaşımı Levhanın Sürtünme Karıştırma Kaynağı İle Birleştirilmesi, Mikro Yapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Year 2017, , 560 - 567, 30.09.2017

Uğur Avcı Mehmet Erdem Mustafa Karabulut

https://doi.org/10.31202/ecjse.341095

Abstract

Bu çalışmada, ortalama boyutu 6 µm olan Al₂O₃
partikülleri Vorteks yöntemi ile 7039 Al alaşımı matrisine ağırlıkça %2,
%5 ve %8 oranında takviye edilmiştir. Yaklaşık 650 g ağırlığındaki 7039 Al
matris alaşımı 750^oC’de eriyik hale getirilmiştir. Eriyik haldeki
matris alaşımının oksitlenmesini önlemek amacı ile fırın atmosferine %99,99
saflıkta argon gazı 15lt/dak hızda gönderilmiştir. Al₂O₃ partiküllerinin
matris tarafından ıslatılabilirliğini artırmak ve aglomerasyonlarını
(topaklaşma) önlemek amacıyla bu partiküller 850^oC’de yaklaşık 1
saat ön ısıtma işlemine tabi tutulmuşlardır. Ön ısıtma işlemine tabi tutulan
partiküller eriyik matris alaşımı içine kademeli olarak ilave edildikten sonra
grafit karıştırıcı vasıtasıyla kademeli olarak 1050 d/dak dönme hızında
karıştırılmıştır. Karıştırma işlemi sonrasında 450^oC’de ön ısıtma
işlemi yapılmış 120x120x15 mm ebadındaki metal kalıba eriyik karışım dökülmüş
ve katılaşma tamamlanana kadar metal kalıba 5 MPa basınç uygulanmıştır. 300^oC’de
24 saat homojenleştirme ısıl işleminden sonra levhalara T6 ısıl işlemi ile
yaşlandırma ısıl işlemi yapılmıştır. Yaşlandırma sonrası 120-123 HV sertlik
değeri elde edilmiştir. Bu levhalar 1800 d/dak dönme hızında ve 56 mm/dak
ilerleme hızında sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmişlerdir.
Birleştirme sonrası levhalardan alınan numunelere optik mikroskop, mikro
sertlik ve çekme deneyleri yapılarak mikro yapı ve mekanik özellikleri
incelenmiştir.

Keywords

7039Al alaşımı, Vorteks yöntemi, MMK

References

• [1] Suresh P, Marimuthu K, Ranganathan S. Determination of optimum parameters in turning of aluminium hybrid composites. Int Rev Mech Eng 2013;7:115–25. [2] Sahoo AK, Pradhan S. Modeling and optimization of Al/SiCp MMC machining using Taguchi approach. Meas J Int Meas Confed 2013;46:3064–72. doi:10.1016/j.measurement.2013.06.001. [3] Kumar S, Theerthan JA. Metal matrix composite production and characterisation of aluminium-fly ash composite using stir casting method. Mater Eng 2008:1–57. [4] Ibrahim IA, Mohamed FA, Lavernia EJ. Particulate reinforced metal matrix composites - a review. J Mater Sci 1991;26:1137–56. doi:10.1007/BF00544448. [5] Ünlü BS. Investigation of tribological and mechanical properties Al2O3-SiC reinforced Al composites manufactured by casting or P/M method. Mater Des 2008;29:2002–8. doi:10.1016/j.matdes.2008.04.014. [6] Sahin Y, Özdin K. A model for the abrasive wear behaviour of aluminium based composites. Mater Des 2008;29:728–33. doi:10.1016/j.matdes.2007.02.013. [7] Ozdin K. Production of metal matrix composites by the vortex method and investigation of the effect of changing casting temperature on particles ratio of product-composite. Exp Tech 2014;38:16–20. doi:10.1111/j.1747-1567.2012.00840.x. [8] Montgomery J.S, Chin E.S. (2004). The AMPTİAC Quarterly,8 (4), 16. [9] Pérez-Bergquist SJ, Gray GTR, Cerreta EK, Trujillo CP, Pérez-Bergquist A. The dynamic and quasi-static mechanical response of three aluminum armor alloys: 5059, 5083 and 7039. Mater Sci Eng A 2011;528:8733–41. doi:10.1016/j.msea.2011.08.046. [10] Trotten G.E., MacKenzie D.S. Al-Zn-Mg alloys, in: Handbook of Aluminum, Marcel DekkerInc., NY (2003) 185-194. [11] Abdizadeh H, Baharvandi HR, Moghaddam KS. Comparing the effect of processing temperature on microstructure and mechanical behavior of (ZrSiO4 or TiB2)/aluminum composites. Mater Sci Eng A 2008;498:53–8. doi:10.1016/j.msea.2008.07.009. [12] Hashim J, Looney L, Hashmi MSJ. Metal matrix composites: production by the stir casting method. J Mater Process Technol 1999;92–93:1–7. doi:10.1016/S0924-0136(99)00118-1. [13] Prabu SB, Karunamoorthy L, Kathiresan S, Mohan B. Influence of stirring speed and stirring time on distribution of particles in cast metal matrix composite. J Mater Process Technol 2006;171:268–73. doi:10.1016/j.jmatprotec.2005.06.071. [14] Mazahery A, Abdizadeh H, Baharvandi HR. Development of high-performance A356/nano- Al2O3 composites. Mater Sci Eng A 2009;518:61–4. doi:10.1016/j.msea.2009.04.014. [15] Onat A, Akbulut H, Yilmaz F. Production and characterisation of silicon carbide particulate reinforced aluminium-copper alloy matrix composites by direct squeeze casting method. J Alloys Compd 2007;436:375–82. doi:10.1016/j.jallcom.2006.07.057. [16] Lakshminarayanan AK, Ramachandran CS, Balasubramanian V. ScienceDirect Feasibility of surface-coated friction stir welding tools to join AISI 304 grade austenitic stainless steel. Def Technol 2014;10:360–70. doi:10.1016/j.dt.2014.07.003. [17] Zhang GF, Su W, Zhang J, Wei ZX, Zhang JX. Effects of shoulder on interfacial bonding during friction stir lap welding of aluminum thin sheets using tool without pin. Trans Nonferrous Met Soc China (English Ed 2010;20:2223–8. doi:10.1016/S1003-6326(10)60632- 2. [18] Lakshminarayanan AK, Malarvizhi S, Balasubramanian V. Developing friction stir welding window for AA2219 aluminium alloy. Trans Nonferrous Met Soc China, 2011;21:2339–47. doi:10.1016/S1003-6326(11)61018-2.