Yeni ZK60 SiC/AlN takviyeli kompozitlerin mikroyapı karakterizasyonu ve aşınma özellikleri
Öz
Bu çalışmada, takviye edilmemiş ZK60 alaşımı ve %0.2 ila %0.5 arasında değişen oranlarda alüminyum nitrür (AlN) nano partikülleri dahil edilmiş %15 silisyum karbür (SiC) parçacıklarıyla takviye edilmiş ZK60 matris kompozitinin mikro yapısı, mekanik özellikleri ve aşınma davranışı üzerindeki etkisi incelenmiştir. SiC ve AlN, ana alaşım olarak birincil toz magnezyum ile öngörülen miktarlarda mekanik olarak karıştırıldı, 500 MPa basınç altında ardından kompaktlar üretildi ve sinterlendi. Bundan sonra, yarı katı erime sıcaklığındaki mekanik bir karıştırıcı, sıkıştırılmış ve sinterlenmiş takviye malzemelerini ZK60 metal matrisine karıştırdı. Eriyikler 30 dk. homojenleştirildi ve kompozit numuneler yapmak için metal kalıplara döküldü. 410 °C'de 24 saatlik homojenizasyondan sonra, kompozit numuneler 320 °C'de 16:1 oranında 0,3 mm/sn'de ekstrüde edildi. %15 SiC ile takviye edilen ZK60 matrisi, ilave AlN içeriğinin artmasıyla tane boyutunda bir azalma gösterdi. Döküm ZK60 alaşımının tane boyutu, %15 SiC ve %0.5 AlN eklenmesiyle %26 oranında azalırken, ekstrüzyon işleminden sonra aynı kompozitin tane boyutu %28 oranında azaldı. ZK60 matrisine döküm yoluyla %15 SiC ve %0.5 AlN eklenmesiyle sertlikte %37 oranında bir iyileşme sağlandı. Ekstrüde edilmiş ZK60 alaşımıyla karşılaştırıldığında, ekstrüde edilmiş ZK60 + %15SiC + %0.5 nano AlN kompoziti sertlikte ve basınç dayanımında %21 oranında iyileşme gösterdi. Ekstrüde edilmiş ZK60+15%SiC+%0.5 nano AlN kompozitinin aşınma hızı, ekstrüde edilmiş ve takviye içermeyen ZK60 alaşımınınkinden %37 daha düşüktür. Nano AlN ilaveli kompozitlerde mekanik özelliklerin ve aşınma direncinin artması, tane boyutunun iyileştirilmesine ve nanopartiküller tarafından dislokasyon hareketinin engellenmesine atfedilmektedir.
Anahtar Kelimeler
References
- [1] Figueiredo RB, Langdon TG. “Record superplastic ductility in a magnesium alloy processed by equal‐channel angular pressing”. Advanced Engineering Materials, 10(1-2), 37-40, 2008.
- [2] Huan Z. Leeflang MA, Zhou J, Fratila-Apachitei JE, Duszczyk J. “in vitro degradation behavior and cytocompatibility of Mg-Zn-Zr alloys”. Journal of Materials Science Materials in Medicine, 21(9), 2623-2635, 2010.
- [3] Wang Q, Huang P, Ou C, Li K, Yan B, Lu W. “In vitro corrosion and cytocompatibility of ZK60 magnesium alloy coated with hydroxyapatite by a simple chemical conversion process for orthopedic applications”. International Journal of Molecular Sciences, 14(12), 23614-23628, 2013.
- [4] Xue Y, Pang, X, Jiang P, Jahed H. “Corrosion performances of micro-arc oxidation coatings on Az31B, Az80 and Zk60 cast Mg aloys”. Progress in Canadian Mechanical Engineering, York, Canada, 18-20 May 2018.
- [5] Chen J, Tan L, Yang K. “Effect of heat treatment on mechanical and biodegradable properties of an extruded ZK60 alloy”. Bioactive Materials, 2(1), 19-26, 2017.
- [6] Lin T. Zhou JX, Jing CN, Liu YT, Zang LL, Meng XB. “Improving mechanical properties of ZK60 magnesium alloy by cryogenic treatment before hot extrusion”. High Temperature Materials and Processes. 39(1), 200-208, 2020.
- [7] Yu, K, Wang XY, Rui ST, Wang RC. “Plastic deformation behavior of ZK60 magnesium alloy with addition of neodymium”. Journal of Central South University of Technology, 15(4), 434-437, 2008.
- [8] Torbati-Sarraf SA, Sabbaghianrad S, Figueiredo RB, Langdon TG. “Orientation imaging microscopy and microhardness in a ZK60 magnesium alloy processed by high-pressure torsion”. Journal of Alloys and Compounds, 12, 185-193, 2017.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Mechanical Engineering (Other)
Journal Section
Research Article
Authors
Khaled Saleh Aldoukali Matoug
This is me
Türkiye
İsmail Esen
*
Türkiye
Abdulmuaen Mm Sager
This is me
Libya
Hayrettin Ahlatcı
Türkiye
Bengü Akın
This is me
Türkiye
Early Pub Date
November 2, 2025
Publication Date
March 16, 2026
Submission Date
July 11, 2024
Acceptance Date
July 21, 2025
Published in Issue
Year 2026 Volume: 32 Number: 2