Silisyum karbür takviyeli Al-Si matriksli kompozit malzemelerin mikroyapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Metal matriksli kompozit malzemelerin sahip olduğu özellikler nedeniyle kullanım alanlarının gün geçtikçe yaygınlaşması araştırmacıların ilgisini çektiğinden, çalışmamızda AlSi7Mg2 matriksli, ortalama 23 um çapmda ve ağırlıkça %5, %10, %15 oranlarında SiC partikülleri içeren kompozit malzemeler, gravite ve sıkıştırma döküm yöntemleriyle üretilerek, bir kısmına T6 ısıl işlemi uygulanmıştır. Sıkıştırma döküm yöntemiyle üretilen bir grup malzeme ise, önce sıcak şekillendirme işlemine, daha sonra T6 ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Böylece hazırlanan değişik katılaşma aralığına sahip kompozit malzemelerin, mikroyapılan, sertlik değerleri, ultrasonik ses hızı ölçme yöntemiyle elastiklik modülleri ile çekme dayanımı ve darbe dayanım değerlerindeki değişmeler araştırılmıştır. Sıkıştırma döküm yöntemi ile üretilen malzemelerde porozitenin yok denecek kadar az olması, mekanik özelliklerin iyileşmesine neden olmuştur. SiC oranının %5'ten %10'a yükselmesi çekme dayanımım arttırırken, %15 oranındaki ilavesinde ise, matriks içindeki SiC partiküllerinin kırılması nedeniyle çekme dayanımının düştüğü saptanmıştır. Bununla birlikte, artan SiC oram ile elastiklik modülünün artmasına karşın, darbe dayanım değerlerinde düşme görülmüştür. 450°C'de 23:1 ekstrüzyon oranında uygulanan sıcak ekstrüzyon işleminin eş eksenli matriks yapısı oluşturduğu ve SiC partiküllerinin matriks içinde homojen dağılımına sebep olduğu, mikroyapı görüntülerinden anlaşılmıştır. Uygulanan ısıl işlemin malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirici etkisinin, özellikle sıcak ekstrüzyon ile şekillendirilmiş malzemelerde daha fazla olduğu, mekanik özelliklerin artan SiC oranıyla artış gösterdiği ve %15 SiC oranında ise, sertlik değerinin 103 HB, çekme dayanımının 204 MPa ve kırma işinin 7,25 J olarak maksimum değerlere ulaştığı saptanmıştır. AlSi7Mg2 matriks ve ağırlıkça farklı oranlarda SiC ilavesiyle üretilen kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin, literatürde çalışılan Al alaşımı matriksli kompozit malzeme özellikleriyle benzerlikler gösterdiği belirlenmiştir.