TM ile üretilmiş Alumix-231 SiCp ve B4Cp kompozitlerin farklı üretim yöntemlerinin mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Alumix–231 ötektiküstü Al-Si alaşımlı (Al15Si2,5Cu0,5Mg) alüminyum matrisli parçacık takviyeli kompozitler toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen kompozitlerde %5, %10, %20 oranında silisyum karbür (SiC) ve/veya bor karbür (B4C) parçacık takviye malzemeleri kullanılmıştır. Mekanik alaşımlama (MA) veya klasik yöntemle (turbula tipi karıştırıcı) karıştırılan tozlar soğuk preslenme (SP) yöntemiyle üretilmiştir. Klasik yöntemle üretilen soğuk presleme numunelerine ekstrüzyon (EK) ve yüksek basınçlı burulma (HPT) işlemleride uygulanmıştır. Alüminyum matrisli kompozitlerin mekanik özellikleri (yoğunluk, sertlik, çekme, eğme ve darbe dayanımları), mikroyapı ve kırık yüzeyleri incelenmiştir. Kompozitlerde; TM methodu ile üretilen SP numunelerine uygulanan EK ve HPT ikincil işlemlerinin mekanik özellikler üzerindeki etkisi tesbit edilmiştir. MA, EK ve HPT işlemleri uygulandığında numunelerde gözenekliliğin azaldığı gözlemlenmiştir. Gözenekliliğin azalması, mekanik özellikleri daha da iyileştirmiştir. Alumix–231 matris malzemesin de SP’ye göre EK işlemi çekme mukavemetin %400 artırırken, EK’ya göre HPT işlemi %200 artış sağlamıştır. HPT işleminde Alumix–231 matris malzemesine %5 SiC tozu takviyesi ile çekme mukavemeti azalmış, sertlik değerleri ise bir miktar artış göstermiştir. Ayrıca, MA veya EK işlemleri uygulandığında SiC takviyeli kompozitlerin mekanik özellikleri B4C’ünküne göre daha iyi olduğu belirlenmiştir.

In this study, hypereutectic Al-Si alloy namely Alumix–231 (Al15Si2,5Cu0,5Mg) aluminium matrix composites were produced via powder metallurgy route. In these produced composites, 5%,10 %, 20% silicon carbide (SiC) and/or boron carbide (B4C) reinforcing particules were used. The powders mixed with mechanical alloying and classical method-that is spex type mixing- were produced via cold pressing method. Extrusion and high pressure torsion were applied onto the cold pressing specimens that were produced with classical method. The mechanical properties (density, hardness, tensile strenghts at normal and different strain rates, bending and impact strengths), microstructure and fracture surfaces of produced aluminium matrix composites were examined. When the mechanical alloying, extrusion and high pressure torsion processes were applied on the composites, it was observed that the powder grain size got smaller and porosity decreased. It was found out that as the porosity decreased, the mechanical properties improved It was also observed that in the produced specimens when the ratio of reinforcement particles increased, porosity also increased. When the mechanical properties were examined, it was identified that the hardness increased but the tensile strength decreased. It was also determined that among the reinforcement materials the mechanical properties of SiC were better than B4C.