İndüksiyonla sıcak işlemin grafen ve/veya Si3N4/B4C takviyeli Al6061 esaslı kompozitlerin mekanik, tribolojik özelliklerine ve mikroyapısına olan etkisi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mehmethan DEMİR
Danışman: Mahmut Can Şenel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, toz metalürjisi ve indüksiyonla sıcak presleme yöntemleri kullanılarak ağırlıkça farklı katkı oranlarında (Grafen: %0.15-0.45, B4C: %1-30, Si3N4: %1-12) Al6061-Grafen, Al6061-B4C-Grafen ve Al6061-Si3N4-Grafen kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin yoğunluğu, sertliği, basma dayanımı, aşınma direnci, mikroyapısı ve faz yapısı sırasıyla; Arşimet yoğunluk ölçüm cihazıyla, mikro Vickers sertlik ölçüm cihazıyla, üniversal test makinesiyle, aşınma test cihazıyla, taramalı elektron mikroskobuyla ve X-ışını kırınımı cihazıyla incelenmiştir. Üretilen kompozitlerde; sinterleme işlemi 600 °C sıcaklıkta 60 dk süresince ve indüksiyonla sıcak presleme işlemi ise 500 °C sıcaklıkta 25 MPa basınç altında gerçekleştirilmiştir. Kompozit yapılarda B4C, Si3N4 ve grafen katkı oranının artmasıyla kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin iyileştiği belirlenmiştir. Buna karşın ağırlıkça %9Si3N4 ve/veya %0.15 grafen takviyesinden sonra nanopartiküllerin topaklanması sebebiyle kompozit malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin bozulduğu tespit edilmiştir. Yürütülen testler neticesinde; en yoğun mikroyapı ile en iyi mekanik ve tribolojik özellikler (sertlik, basma dayanımı ve aşınma oranı); sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak presleme işlemi uygulanan Al6061-%0.15Grafen (151 HV, 341 MPa, 8.5x10-8 mm3/Nm), Al6061-%30B4C-%0.15Grafen (238 HV, 510 MPa, 0.8x10-8 mm3/Nm) ve Al6061-%9Si3N4-%0.15Grafen (179 HV, 447 MPa, 6.0x10-8 mm3/Nm) kompozitlerde elde edilmiştir. Sonuç olarak, grafen, B4C ve Si3N4 katkı malzemelerinin belli bir katkı oranına kadar kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Al6061 matrisli kompozitlerde grafenin etkili bir katkı elemanı olduğu görülmüştür. Yürütülen ısıl işlem çalışmaları neticesinde; sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak preslenmiş numunelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin yalnızca sinterlenmiş kompozitlere kıyasla ~%15-37 oranında daha iyi olduğunu tespit edilmiştir.