İndüksiyonla sıcak preslemenin ve SiC katkısının Al6061 matrisli kompozitlerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılması

Mahmut Can Şenel; Canberk Sövüt; Ali Rıza Doğan

doi:10.17714/gumusfenbil.1785260

TR EN

İndüksiyonla sıcak preslemenin ve SiC katkısının Al6061 matrisli kompozitlerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılması

Öz

Bu çalışmada, toz metalurjisi ve indüksiyonla sıcak presleme teknikleri kullanılarak Al6061-SiC kompozit malzemeler üretilmiştir. Al6061 matrisine ağırlıkça %1, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 25 ve 30 oranlarında SiC eklenmiştir. Katkı oranının ve indüksiyonla sıcak preslemenin kompozitlerin mikroyapılarına ve mekanik özelliklerine (yoğunluk, gözeneklilik oranı, basma dayanımı, Vickers sertliği) olan etkisi araştırılmıştır. Mekanik test sonuçlarına göre; maksimum yoğunluk (2.73±0.005 g/cm3), minimum gözeneklilik oranı (%4.45), en yüksek Vickers sertliği (201±4 HV) ve basma dayanımı (380±3 MPa) indüksiyonla sıcak preslenmiş Al6061-%30SiC kompozitinde elde edilmiştir. İndüksiyonla sıcak preslenmiş Al6061-%30SiC kompozit ile sadece sinterlenmiş Al6061 alaşımı karşılaştırıldığında, deneysel yoğunlukta %8.76’lık bir artış, gözeneklilik oranında %39.7’lik bir düşüş, Vickers sertlik değerinde %111.58’lik bir artış ve basma dayanımında %80.9’luk bir artış tespit edilmiştir. Sonuç olarak, Al6061 matrisine SiC eklenmesiyle numunenin mekanik özelliklerinin geliştiği saptanmıştır. Ayrıca, sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak presleme işleminin, yalnızca sinterleme işlemine kıyasla mikroyapıdaki gözenekliliği azalttığı ve bu durumun kompozitin mekanik dayanımını iyileştirdiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Al6061 alaşımı , Silisyum karbür , Kompozit , Sıcak presleme

Investigation of the effects of induction hot-pressing and SiC addition on the microstructure and mechanical properties of Al6061 matrix composites

Abstract

In this work, Al6061-SiC composite structures were produced by the powder metallurgy and induction hot-pressing techniques. SiC was added to the Al6061 matrix at rates of 1, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 25, and 30wt.%. The effects of the reinforcement ratio and induction hot-pressing on the microstructures and mechanical properties (density, porosity ratio, compressive strength, Vickers hardness) of the composites were examined. According to the mechanical test results, maximum density (2.73±0.005 g/cm3), minimum porosity ratio (4.45%), the highest Vickers hardness (201±4 HV) and compressive strength (380±3 MPa) were obtained in the induction hot-pressed Al6061-30%SiC composite. When the induction hot-pressed Al6061-30%SiC composite was compared with only sintered Al6061 alloy, an 8.76% increase in experimental density, a 39.7% decrease in porosity, a 111.58% increase in Vickers hardness, and an 80.9% increase in compressive strength were detected. Consequently, SiC addition to the Al6061 matrix enhanced the mechanical properties of the specimen. Furthermore, it was determined that the induction hot-pressing process, which followed sintering, reduced microstructural porosity compared to sintering alone, thereby improving the mechanical strength of the composite.

Keywords

Al6061 alloy , Silicon carbide , Composite , Hot-pressing

Kaynakça

Bharathi, P. & Kumar, T. S. (2023). Mechanical characteristics and wear behaviour of Al/SiC and Al/SiC/ B4C hybrid metal matrix composites fabricated through powder metallurgy route. Silicon, 15, 4259-4275. https://doi.org/10.1007/s12633-023-02347-0
Demir, M. (2021). İndüksiyonla sıcak işlemin grafen ve/veya Si3N4/B4C takviyeli Al6061 esaslı kompozitlerin mekanik, tribolojik özelliklerine ve mikroyapısına olan etkisi [Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü].
Hassan, A.E. S.M., Elmashad, A. M., El-Sheikh, M. N., Mohammed, M. M., Abu-Okail, M., Irfan, O. M. & Abu-Oqail, A. M. I. (2025). Effect of SiC content and hot compaction on the microstructure, thermal, mechanical, and tribological characteristics of aluminum matrix nanocomposites produced via powder metallurgy. Journal of Engineering Sciences, 53(6), 211-236. https://doi.org/10.21608/jesaun.2025.382488.1503
Kumar Maurya, N., Maurya, M., Srivastava, A. K., Dwivedi, S. P., Kumar, A. & Chauhan, S. (2020). Investigation of mechanical properties of Al6061/SiC composite prepared through stir casting technique. Materials Today: Proceedings, 25, 755–758. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.003
Laxmi M. & Sunil Kumar, Mr. (2017). Fabrication and testing of aluminium 6061 alloy & silicon carbide metal matrix composites. International Research Journal of Engineering and Technology, 4(6), 2207-2211.
Melik W., Boumerzoug, Z. & Delaunois F. (2022). Characterization of the Al6061 alloy reinforced with SiC nanoparticles and prepared via powder metallurgy. Malaysian Journal on Composites Science & Manufacturing, 9(1), 22–34.
Mercan, A. (2024). Hurda alüminyumdan grafen ve SiC takviyeli alüminyum hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu [Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü].
Özdemir, B. (2023). Polimer matrisli kompozit malzeme imalatı için vakum destekli mekanizmaların geliştirilmesi ve performanslarının incelenmesi [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü].
Pal, M. K., Vikram, A. & Bajaj, V. (2019). Enhanced microstructure and mechanical properties of sic particle reinforced aluminium alloy composite materials. Acta Metallurgica Slovaca, 25(4), 253–258. https://doi.org/10.12776/ams.v25i4.1359
Ranjith Kumar, G., Rajyalakshmi, G. & Kumar Manupati, V. (2018). Surface micro patterning of aluminium reinforced composite for aerospace applications through high energy pulse laser peening. Materials Today: Proceedings, 5(2), 6963–6972. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.359

Saikrupa, C., Chandra Mohan Reddy, G. & Venkatesh, S. (2021). Aluminium metal matrix composites and effect of reinforcements – a review. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1057(1), 012098, 2-3. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1057/1/012098
Sivananthan, S., Ravi, K. & Samson Jerold Samuel, C. (2020). Effect of SiC particles reinforcement on mechanical properties of aluminium 6061 alloy processed using stir casting route. Materials Today: Proceedings, 21, 968–970. https://doi.org/10.1007/s12633-021-01053-z
Sövüt, C. (2024). SiC ve grafen takviyeli Al6061 matrisli hibrit kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin araştırılması [Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü].
Surya, M.S. (2022). Effect of SiC weight percentage and sintering duration on microstructural and mechanical behaviour of Al6061/SiC composites produced by powder metallurgy technique. Silicon, 14, 2731–2739. https://doi.org/10.1007/s12633-021-01053-z
Şenel, M.C. (2018). Grafen-seramik tanecik takviyeli alüminyum matrisli hibrit kompozitlerin toz metalürjisi metoduyla üretimi, mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi [Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü].
Şenel, M. C. & Üstün, M. (2022). Dry sliding wear and friction behavior of graphene/ZrO2 binary nanoparticles reinforced aluminum hybrid composites. Arabian Journal for Science and Engineering, 47, 9253-9269. https://doi.org/10.1007/s13369-022-06661-4
Şenel, M. C., Gürbüz, M. & Koç, E. (2018). Fabrication and characterization of synergistic Al-SiC-GNPs hybrid composites. Composites Part B: Engineering, 154, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.07.035
Şenel, M. C., Gürbüz, M. & Koç, E. (2015). Grafen takviyeli alüminyum matrisli yeni nesil kompozitler. Mühendis ve Makina, 56(669), 36-47.
Taşkın, A. & Şenel, M. C. (2023). Tribological properties and microstructures of tungsten carbide and few-layer graphene-reinforced aluminum-based composites. Transactions of the Indian Institute of Metals, 77, 445. https://doi.org/10.1007/s12666-023-03114-w
Wasik, A., Leszczyńska Madej, B. & Noga, P. (2024). Hot extrusion of SiCp/Al Cu composites: optimizing mechanical properties through microstructural control. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 134, 3611-3620. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14329-6

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Malzeme Tasarım ve Davranışları

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mahmut Can Şenel ^*
0000-0001-7897-1366
Türkiye

Canberk Sövüt
0009-0007-1852-5277
Türkiye

Ali Rıza Doğan
0009-0006-7792-1010
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

2 Şubat 2026

Gönderilme Tarihi

17 Eylül 2025

Kabul Tarihi

30 Ocak 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 16 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1785260

IZ

https://izlik.org/JA78KP78EX

APA

Şenel, M. C., Sövüt, C., & Doğan, A. R. (2026). İndüksiyonla sıcak preslemenin ve SiC katkısının Al6061 matrisli kompozitlerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılması. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 16(1), 96-109. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1785260

e-ISSN: 2146-538X Yayın Modeli: Sürekli Yayın Atıf Dizinleri: TR Dizin , SCOPUS

İndüksiyonla sıcak preslemenin ve SiC katkısının Al6061 matrisli kompozitlerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılması

Öz

Anahtar Kelimeler

Investigation of the effects of induction hot-pressing and SiC addition on the microstructure and mechanical properties of Al6061 matrix composites

Abstract

Keywords

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster