AlMg3/SiCp kompozitlerinin üretimi ve mekanik özelliklerdeki değişimlerin incelenmesi

Abstract

Uzay, havacılık, otomotiv ve savunma sanayiinde, hafif, aşınma direnci ve özgül dayanımı yüksek makina parçaları ve yapı bileşenlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Fiziksel özellikleri önceden belirlenip mümkün olduğunca az bitirme işlemleri uygulanarak kolay ve ekonomik olarak üretilmesi amaçlanan bu tür mühendislik uygulamalarında, metal matrisli kompozit malzemelerin giderek artan oranlarda kullanıldığı görülmektedir. Alışılmış şekil verme yöntemleri ile sınırlı olarak şekillendirilebilen bu malzemelere üretim aşamasında kazandırılan özeliklerin, şekillendirme işlemleri sırasında korunabilmesi için süreksiz faz takviyeli metal matrisli kompozit malzemeler üzerine çalışmalar yapılmakta, sözü edilen sorunun çözümü için parçacık takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzemeler potansiyel olarak görülmektedir. Dolayısı ile bu çalışma nispeten ucuz ve kolay bir yöntem kullanarak parçacık takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzeme üretmek ve değişik ezme oranlarında soğuk haddelemenin bu malzemelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri üzerine etkilerini incelemek amacı ile yapılmıştır. İki aşamada gerçekleştirilen çalışmanın ilk aşamasında, seçilen alüminyum alaşımı farklı oranlarda silisyum karbür ile takviye edilmiş ve basınç altında katılaştırma yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Döküm yöntemleri ile kompozit malzeme üretiminde, takviye fazının matris malzemesi tarafından yeterince ıslatılamaması, takviye edilmiş malzemenin homojen olarak karıştırılamaması ve takviyenin malzeme dışına itilmesi gibi karıştırma problemlerini en aza indirgemek amacı ile kompozit döküm yöntemi üzerinde yenilikler yapılmıştır. Böylece yüksek oranlarda takviye edilen kompozit malzemelerin homojen olarak karıştırılması mümkün olmuş ve karışımın sağlanabileceği en uygun sıcaklık aralığı belirlenmiştir. Karıştırma işlemleri sırasında karşılaşılan sorunlar, farklı sıcaklık aralıkları için özel olarak tasarlanan karıştırıcılar vasıtası ile çözümlenmiştir. Ayrıca, bu işlemler mümkün olduğu kadar düşük sıcaklıklarda yapılarak istenmeyen ara yüzey reaksiyonlarının oluşumu en aza indirgenmeye çalışılmıştır. İkinci aşamada ise, değişik oranlarda silisyum karbür içeren kompozit malzemeler farklı ezme oranlarında soğuk haddelenmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. Sonuç olarak, modifiye edilmiş yarı katı karıştırma tekniğinin takviye malzemesinin matris alaşımı tarafından ıslatılabilirliğini iyileştirdiği, karıştırma esnasında takviyenin malzeme dışına itilmesi ve topaklanma problemlerini önlediği, homojen dağılımın sağlanabildiği görülmüştür. Yarı-katı karıştırma arkasından uygulanan sıkıştırma döküm yöntemi ile diğer döküm yöntemlerine nazaran daha az poroziteli yapı elde edilmiştir. Malzemeye uygulanan haddeleme işlemleri ve takviye oranlarındaki artışın malzemenin soğuk biçimlendirilme kabiliyetini etkilediği ve şekil değiştirme oranını azalttığı ancak, çekme dayanımı, akma gerilmesi, elastiklik modülü ve sertlik değerlerinde artış meydana getirdiği görülmüştür.