-Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşeminin Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, 3,0 MPa basınç altında, vakum ortamında, gaz basınçlı infiltrasyon yöntemi ile üretilmiş ve bünyesinde değişik oranlarda δ-Al₂O₃ saffil kısa fiber (% 0-30) bulunan Al-12Si (% ağ.) alaşımı (LM13) kullanılmıştır. Literatürde, LM13 alaşımına uygulanan standart T6 ısıl işlemi 515°C’de 8 saat çözeltiye alınma ve 171°C’de 12 saat yaşlandırmadır. Ancak bu kompozitler üzerinde yapılan önceki çalışmalar, T6 yaşlandırma işleminin yaşlanma esnasında intermetaliklerin çözeltiye alınmasını için uygun olmadığını göstermektedir. Bu amaçla, bir önceki çalışmada takviye elemanlarının matris fazı çökelmesi üzerindeki etkisini açıklığa kavuşturmak için farklı ısıl işlem parametreleri denenmiştir [1]. Bu çalışmanın amacı ise, d-Al₂O₃ kısa fiberlerin ve farklı yaşlanma ısıl işlem parametrelerinin bu kompozitlerin eğilme dayanımı üzerindeki etkisini incelemektirEğme deneylerinde kullanılan numunelerinin ısıl işleminde genel olarak maksimum mikrosertlik değerlerinin elde edildiği ısıl işlem parametreleri kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerine üç nokta eğme deneyleri uygulanmış ve numunelerin kırık yüzeyleri ise taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmişlerdir. Optimum yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış her bir kompozit numunelerinin eğme mukavemeti değerleri standart T6 ısıl işlemi uygulanmış olanlarla kıyaslandığında çok daha iyi çıkmıştır. Ayrıca maksimum eğme mukavemeti değerlerinin elde edildiği kompozit malzemelere ait kırık yüzeylerin SEM görüntüsüne bakıldığında, kırılan numunelerde fiberlerin matrisle oldukça iyi bir şekilde bağlandığını ve fiberlerin matristen sıyrılma olayının minimum olduğu görülmektedir.

Keywords

• LM13,MMK,Alümina kısa fiber

References

1. [1] Akbulut H. “Alümina Fiber Takviyeli Al-Si Metal Matriks Kompozitlerin Üretimi Ve MikroyapıÖzellik İlişkilerinin İncelenmesi”. Doktora Tezi. İTÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü (1994)
2. [2] Altunpak Y., Akbulut H., “Aging heat treatment optimization of alumina δ-Al2O3 (Saffil) fiber reinforced LM-13 aluminium based MMC materials” Teknoloji, 2005, 8 (4): 331–339.
3. [3] Chen. K., Chao. C., “Effect of  Alumina Fibers on the Aging Characteristics of 2024-Based Metal-Matrix Composites” Metall.& Mater. Trans. A., 1995, 26A: 1035-1043.
4. [4] Guo J., Yuan X., “The aging behavior of SiC/Gr/6061 Al composite in T4 and T6 treatments” Mater Sci Eng A, 2009, 499: 212-214.
5. [5] Pal S., Mitra R., Bhanuprasad V.V., “Aging behaviour of Al–Cu–Mg alloy-SiC composites” 2008, Mater Sci Eng A, 480: 496-505.
6. [6] Peng J., Li D.H.W., Du J., Xie Y., Liu G., “Study on the yield behavior of Al2O3–SiO2(sf)/Al–Si metal matrix composites” 2008, Mater. Sci. Eng. A, 486: 427-432.
7. [7] S.S. Reihani, “Processing of squeeze cast Al6061–30vol% SiC composites and their characterization” Materials & Design, 2006, 27(3): 216-222.
8. [8] Das D.K., Mishra P.C., Singh S., Pattanaik S., Fabrication and heat treatment of ceramic-reinforced aluminium matrix composites - a review, International Journal of Mechanical and Materials Engineering 9(1) (2014) 1-15

9. [9] Hassan S.B., Aponbiede O., Aigbodion V.S., “Precipitation hardening characteristics of Al–Si–Fe/SiC particulate composites” Journal of Alloys and Compounds, 2008, 466(1): 268-272.
10. [10] Altunpak Y., Akbulut H., “Mechanical properties of a squeeze-cast 2124 Al composite reinforced with alumina short fibre” Metall. Res. Technol., 2017, 114: 509.