Basınçsız İnfiltrasyon Yöntemiyle Üretilen SiO2 Takviyeli Alüminyum Kompozitlerin Aşınma Davranışlarının İncelenmesi

Year 2019, , 81 - 85, 01.03.2019

İjlal Şimşek , Musa Yıldırım Dursun Özyürek Doğan Şimşek

https://doi.org/10.2339/politeknik.389637

Cited By: 3

Abstract

Bu çalışmada, basınçsız
infiltrasyon yöntemiyle üretilmiş olan SiO₂ takviyeli AA7075
matrisli kompozitlerin aşınma davranışları incelenmiştir. Çalışma kapsamında
7075 Al alaşımı içerisine %10, 20, 30 ve 40 takviye-hacim oranı oluşturacak şekilde
farklı oranlarda SiO₂ ilave edilerek infiltrasyon yöntemiyle
üretilmiştir. Üretilen numunelerin yoğunluk ölçümleri Arşimet prensibine göre,
sertlik ölçümleri ise mikro sertlik cihazında 2 N yük uygulanarak Vickers
olarak ölçülmüştür. Aşınma testleri pin-on-disk tipi aşınma cihazında 1 ms^-1
kayma hızında 15 N yük altında beş farklı kayma mesafesinde test edilmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucunda, takviye elemanı olarak AA7075 alaşımına ilave
edilen SiO₂ miktarı arttıkça, kompozitlerin yoğunlukları azalırken
sertlikleri artmaktadır. Bununla birlikte, ilave edilen SiO₂
miktarındaki artışa bağlı olarak alüminyum kompozitlerin ağırlık kaybının ve
sürtünme katsayılarının da azaldığı belirlenmiştir. 

Keywords

AA7075, SiO2, infiltrasyon yöntemi, aşınma davranışı

Investigation of Wear Behaviors of SiO2 Reinforced Aluminium Composites Produced by Pressureless Infiltration Method

Abstract

In this study, the wear behaviors of SiO₂
reinforced AA7075 matrix composites produced by pressureless infiltration
method were investigated in the scope of the work, 10%, 20%, 30%, and 40% SiO₂
were added into AA7075 Al alloy and produced by infiltration method. Produced
samples’ density values were measured by Archiment method, hardness values were
measured in micro hardness device under 2 N load. Wear tests were performed
using 1 ms^-1 sliding speed at five difference sliding distance under
15 N load by pin-on-disc type apparatus. As a result of the study, the density
values were decreased by increasing SiO₂ amount and hardness values
were increased by increasing SiO₂ amount. In addition the weight
loss and friction coefficient were decreased depending on increasing of SiO₂
amount.

Keywords

AA7075, SiO2, infiltration method, wear behavior

References

• [1] Cambronero L. E. G., Sánchez E., Ruiz-Roman J. M. and Ruiz-Prieto J. M., “Mechanical characterization of AA7015 aluminium alloy reinforced with ceramics”, Journal of Materials Processing Technology, 143: 378-383, (2003).
• [2] Son H. T., Kim T. S., Suryanarayana C. and Chun B. S., “Homogeneous dispersion of graphite in a 6061 aluminium alloy by ball milling”, Materials Science and Engineering A, 348: 163-169, (2003).
• [3] Ruiz-Navas E. M., Fogagnolo J. B., Velasco F., Ruiz-Prieto J. M. and Froyen L., “One step production of aluminium matrix composite powders by mechanical alloying”, Composites: Part A, 37(11): 2114-2120, (2006).
• [4] Cintas J., Cuevas F. G., Montes J. M. and Herrera E. J., “Microstructural control of sintered mechanically alloyed Al-1%Ni materials”, Scripta Materialia, 52: 341-345, (2005).
• [5] Manna I., Nandi P., Bandyopadhyay B., Ghoshray K. and Ghoshray A., “Microstructural and nuclear magnetic reasonance studies of solid state amorphization in Al-Ti-Si composites prepared by mechanical alloying”, Acta Materialia, 52: 4133-4142, (2004).
• [6] Tousi S. R., Rad R. Y., Salahi E., Mobasherpour I. and Razavi M., “Production of Al-20 wt. % Al2O3 composite powder using high energy milling”, Powder Technology, 192: 346-351, 2009.
• [7] Vogt R. G., Zhang Z., Topping T. D., Lavernia E. J. and Schoenung J. M., “Crymilled aluminum alloy and boron carbide nano-composite plate” Journal of Materials Processing Technology, 209: 5046-5053, (2009).
• [8] Aksöz S., Ozdemir T., Çalın R., Altınok Z. and Bostan B., “Sinterleme, Yaşlandırma Ve Kriyojenik Isıl İşlemlerinin AA2014-B4C Kompozit Yapısına ve Mekanik Özelliklerine Etkileri”, J. Fac. Eng. Archit. Gaz., 28(4): 831–839, (2013).
• [9] Camurlu H. E. and Magliab F., “Self-propagating high-temperature synthesis of ZrB2 or TiB2 reinforced Ni-Al composite powder”, Journal of Alloys and Compounds, 478: 721-725, (2009).
• [10] Tesfay A., Nath S. K. and Ray S., “Effect of transfer layer on dry sliding wear behaviour of cast Al-based composites synthesized by addition of TiO2 and MoO3”, Wear, 266: 1082-1090, (2009).
• [11] Godfrey T. M. T., Wishbey A., Goodwin P. S., Bagnall K. and Ward-Close C. M., “Microstructure and tensile properties of mechanically alloyed Ti-6Al-4V with boron additions”, Materials Science and Engineering A, 282(1): 240-250, (2000).
• [12] Chou T. W., Kelly A. and Okura A., “Fibre-Reinforced Metal-Matrix Composites”, Composites, 16: 187-206, (1985).
• [13] Fischer J. J. and Heaberle R. M., “Modern developments in metal composites” Int. Conf. Proc., Illinois, Chicago, U.S.A., 24-30 September, 461-477, (1988).
• [14] Cholewa M., Gawronski J. and Ignaszak Z., “Technological aspects of particle-reinforced composites production”, Materials & Design, 18(4): 401-405, (1997).
• [15] Karademir İ. ve Ateş S., “SiO2 Takviyeli Etial 21 Esaslı Kompozit Malzemelerin Basınçlı İnfiltrasyon Yöntemi İle Üretimi Ve Özelliklerinin İncelenmesi”, Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi, 2(1): 1-12, (2014).
• [16] Aksöz S., Bican O., Çalın R., Bostan B., “Effect of T7 heat treatment on the dry sliding friction and wear properties of the SiC-reinforced AA 2014 aluminium matrix composites produced by vacuum infiltration” Proc IMechE Part J: J Engineering Tribology, 228(3): 312-319, (2014).
• [17] Qi W.X., Tu J. P., Liu F., Yang Y. Z., Wang N. Y., H. Lu M., Zhang X. B., Guo S. Y., Liu M. S., “Microstructure and tribological behavior of a peak aged Cu-Cr-Zr alloy”, Materials Science and Engineering A, 343(1): 89-96, 2003.
• [18] Saka N., Eleiche A. M. and Suh N. P., “Wear of metals at high sliding speeds”, Wear, 44(1): 109-125, (2003).
• [19] Tu J. P., Meng L. and Liu M. S., “Friction and wear behavior of Cu-Fe3Al powder metallurgical composites in dry sliding”, Wear, 220(1): 72-79, (1998).
• [20] Yılmaz R., Özyürek D., Kibar E., “The effect of retrogression parameters on hardness and wear behaviors of 7075 aluminum alloys”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27(2): 429-438, (2012).