Mechanical properties of seramic particulate reinforced Al-Si based metal matrix composite materials fabricated by squeeze casting

Abstract

Gelişen teknoloji, malzeme biliminde de yeni uygulamaların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Şüphesiz bunda mevcut malzemelerin geliştirilmeleri yanı sıra, malzemelerin teknolojik yapılara uygun alaşımlar halinde kullanılmasının büyük katkısı olmaktadır. Kompozitler, otomotivden havacılığa, denizcilik sanayiinden sağlık sektörüne kadar birçok uygulamada yer almaktadır. Öte yandan uzay, havacılık ve otomotiv endüstrisindeki gelişmeler geleneksel malzemelerin performanslarını zorlamaktadır. Bu nedenle kompozitlere geleceğin malzemeleri gözüyle bakılmaktadır. Gelişen bu farklı teknolojilerdeki uygulamalara cevap verebilecek ve aynı zamanda üretim maliyetinden kaynaklanan sınırlamaları ortadan kaldırmak araştırmacılar için önemli bir amaçtır. Bu amaca hizmet edecek önemli parametreler kompozitlerin döküm yönteminin seçimi ve geliştirilmesi ile şekillendirilme kabiliyetleridir. Al Si7 Mg2 alaşımlı metal matriks ve ağırlıkça % 5, 10, 15 oranlarında ve 30-60 um boyut aralığında partikül silisyum karbür (SiC) kullanılarak kompozit malzeme üretilmiştir. Üretim yöntemi olarak gravite döküm ve sıkıştırma döküm yöntemleri kullanılmıştır. Ayrıca sıkıştırma döküm sonrası üretilen kompozit malzemelerin bir bölümü 400 °C'de 1 saat bekletilerek dövülmüştür. Farklı üretim yöntemlerine ve farklı takviye oranlarına sahip malzemelerin yoğunluk, sertlik, çekme mukavemeti, darbe dayanımı ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Sıkıştırma döküm sonrası üretilen kompozitlerin çekme mukavemeti ve sertliklerinde önemli artışlar elde edilebilmektedir. Kompozitin basınç altında olması ve hızlı soğumanın söz konusu olduğu bu yöntemde gravite döküme göre daha ince taneli yapı elde edilmektedir. Bu yöntemin mekanik özelliklerin geliştirilmesinde en önemli etken, takviye-matriks arasındaki bağın dayanımının artmasıdır. Özellikle gravite döküm sonrası arayüzeylerde oluşan makro boşluklar sıkıştırma döküm sonrası oldukça azalmıştır. Ayrıca arayüzey-takviye ve arayüzey- matriks arasında oluşması muhtemel mikro boşlukların meydana gelmesi sıkıştırma döküm yöntemi ile engellenebilmektedir. Ayrıca sert ve kırılgan yapılar sıkıştırma döküm sonrasında azalma gözlemlenmiştir.