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

Yıl 2019, , 175 - 180, 31.01.2019

Yahya Altunpak , Hatem Akbulut

https://doi.org/10.31202/ecjse.463790

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

LM13, MMK, Alümina kısa fiber

Kaynakça

• [1] Akbulut H. “Alümina Fiber Takviyeli Al-Si Metal Matriks Kompozitlerin Üretimi Ve MikroyapıÖzellik İlişkilerinin İncelenmesi”. Doktora Tezi. İTÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü (1994)
• [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] 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] 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] 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] 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] S.S. Reihani, “Processing of squeeze cast Al6061–30vol% SiC composites and their characterization” Materials & Design, 2006, 27(3): 216-222.
• [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] 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] Altunpak Y., Akbulut H., “Mechanical properties of a squeeze-cast 2124 Al composite reinforced with alumina short fibre” Metall. Res. Technol., 2017, 114: 509.