Al2O3 ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Öz
Al2O3 ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Uğur Çalıgülü1, Aykut Çanakçı2, Mustafa Türkmen3, Nida Darcan1, Vahittin Kaçmış1
1Fırat Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Elazığ
2Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Trabzon
3Gebze Teknik Üniversitesi, Ulaşım Teknolojileri Enstitüsü, Gebze/Kocaeli
Özet
Bu çalışmada; üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olduğundan dolayı mühendislik, otomotiv ve savunma sanayisi gibi önemli alanlarda vazgeçilmez bir yere sahip nanokompozit malzemeler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Günümüzde sıklıkla kullanılan karbür parçacıkları dikkate alındığında, yüksek aşınma direncine ve yüksek ısı dayanımına sahip olmasından dolayı Silisyum Karbür (SiC) tercih edilmiştir. Diğer bir takviye malzemesi olarak ise, alüminyum alaşımı (AA2024) ile uygun ara yüzey bağlanma yeteneğine sahip olmasından dolayı Alüminyum Oksit (Al2O3) tercih edilmiştir. Numuneler farklı oranlarda AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC toz karışımları hazırlanarak 560 ºC sıcaklıkta, 120 dakika süreyle ve 500 MPa basınç altında sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir. Toz metalurjisi yöntemiyle elde edilen 63 μm partikül boyuta sahip AA2024 matrisli Al2O3 ve SiC takviyeli nanokompozitlerin mikroyapılarını ve mekanik özelliklerini incelemek amacıyla; SEM, EDS ve XRD görüntüleri ile mikrosertlik, yoğunluk, çekme, korozyon ve balistik testleri yapılmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre; AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC nanokompozit malzemelerin en iyi çekme testi sonucu % 2 takviyeli nanokompozit malzemelerde tespit edilmiştir. Sertlik değerleri, artan takviye oranı ile artış göstermiştir. Al2O3 ve SiC takviye oranındaki artışın korozyon direncinin artmasına sebep olduğu ve AA2024 matrisinin mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Balistik test sonucunda ise en yüksek değeri % 2 takviyeli nanokompozit malzemeler vermiş olup, daha yüksek takviye oranlarında ise balistik test değerlerinde düşüşler meydana gelmiştir.
Anahtar Kelimeler: AA2024, Al2O3, SiC, Nanokompozitler, Mekanik Özellikler.
Anahtar Kelimeler
Destekleyen Kurum
Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri yönetim birimi
Proje Numarası
Proje No: TEKF.20.20
Teşekkür
Bu çalışma Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri yönetim birimi (Proje No: TEKF.20.20) tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
- [1] Safa, H., Güler, H., Aksoy, M., & Şeker, S. (2020). Al/KNT Nanokompozitlerin Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretimi ve Özelliklerinin Araştırılması, Fırat Üniversitesi Fen Bil. Dergisi, 2020, 32(2), 31-36.
- [2] Şenel, M. C., Üstün, M. (2022). Kuru Sürtünme Altında Al-SiO2 ve Al-ZrO2 Nanokompozitlerin Tribolojik Özelliklerinin Karşılaştırılması, OMÜ Mühendislik Bilimleri ve Teknolojisi Dergisi, 2022, 2(2): 171-184.
- [3] Şenel, M. C., & Üstün, M. (2022). SiO2/ZrO2 Nano Partikül Katkılı Alüminyum Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin ve Mikroyapılarının Karşılaştırılması, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2022, 27(2), 219–232.
- [4] Karslıoğlu, R. (2019). MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2019, 7(3), 1922–1930.
- [5] Salur, E., Acarer, M., & Nazik, C. (2021). Mekanik Alaşımlama Süresinin Toz Metalurjisi ile Üretilen AA7075 Matrisli Nanokompozit Malzemelerinin Sertliklerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 2021, 11(3), 2218–2231.
- [6] Jena, P.K., Mishra, B., Kumar, K.S., & Bhat, T. B. (2010). An experimental study on the ballistic behavior of some metallic armour materials against 7.62mm deformable projectile, Materials and Design, 31, 3308-3316, 2010
- [7] Rao, R.N., & Das, S. (2011). Effect of SiC content and sliding speed on the wear behaviour of aluminium matrix composites. Mater Des 2011, 32, 1066–1071.
- [8] Karakoç H. Ulutaş A., & Çi̇ni̇ci̇ H. (2020). B4C/SiC/Al2O3 Parçacık Takviyelendirilmiş Alüminyum Sandviç Köpük ile Ramor 500 Zırh Çeliğinin bir araya getirilmesi ve Balistik Performansının Araştırılması, Politeknik Dergisi, 2020, 23(2), 297-310.
- [9] Pul M., & Baydaroğlu V. (2020). B4C/SiC Katkılı Alüminyum Esaslı Kompozitlerin Mekanik Özelliklerin İncelenmesi ve Balistik Performanslarının Modellenmesi, Politeknik Dergisi, 2020, 23(2), 383-392.
- [10] Candan, S. (2009). An investigation on corrosion behaviour of pressure infiltrated Al–Mg alloy/SiCp composites, Corrosion Science, 2009, 51, 1398.