ALÜMİNYUM MATRİSLİ FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ MALZEMENİN AŞINMA DAVRANIŞINA YAŞLANDIRMA İŞLEMİNİN ETKİSİ

Benzer belgeler
zengin tarafa, 3. Grup numunelere ise alüminyumca zengin olan tarafa çentik (Single Edge

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

Kompozit Malzemeler. Tanım:

Kompozit Malzemeler. Tanım:

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

FARKLI KAYNAK AKIMLARINDA KAYNAK EDİLMİŞ ALÜMİNYUM MATRİSLİ FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ MALZEMENİN MİKROYAPI ve SERTLİK ÖZELLİKLERİNİN ANALİZİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 2 sh Mayıs (WEAR RESISTANCE OF POLIESTER- Al 2 O 3 COMPOSITES)

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

makale tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelmektedir. Tane sınırlarında karbür oluşumu Şekil 4'te verilmiştir.

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

LEVON JOZEF ÇAPAN PROFESÖR

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

1/26 KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

İÇERİK Kompozit malzemeler

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

THE EFFECT OF SINTERING PERIOD ON THE WEAR RESISTANCE OF AlMgSi-SiC P COMPOSITES PRODUCED BY POWDER METALLURGY METHOD

Eğitim Öğretim Yılı Güz ve Bahar Dönemi Muhtemel Bitirme Çalışması Konuları. Tasarım Projesi Konusu Bitirme Çalışması Konusu Özel Koşullar

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemenin Lineer Burkulma Analizi

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

AN INVESTIGATION OF DRY SLIDE BEHAVIORS OF Cu/Ni 3 Al METAL MATRIX COMPOSITE

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Kompozit Malzemeler Polimer Matrisli Kompozitler

UTS TRIBOMETER T10/20 TURQUOISE 2.0

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

100 TL/adet ISO TL/adet Metalik Malzemelerde. Standard Specification. 200 TL/adet 99. Elyaf takviyeli plâstik.

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

SERAMİK MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER ve ÜRETİMİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ Ti6Al4V ALAŞIMININ KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞINA ETKİLERİ

METAL MATRİS KOMPOZİTLERİN VAKUM İNFİLTRASYONLA DERECELİ HASSAS DÖKÜM KALIPLARINDA ÜRETİMİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT ÜRETİMİ İÇİN SiC İÇERİKLİ ÖN ŞEKİL ÜRETİMİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Yüksek Lisans-Tezli İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ/MAKİNE FAKÜLTESİ 1969

The Using of Various Ceramic and Composite Materials in the Turbo Rotary Engine Turbine Vane Mechanizm

Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Araş. Gör. Taha Yasin EKEN

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

Uğur Aybarç, Hakan Yavuz, Derya Dışpınar, Mehmet Özgür Seydibeyoğlu (CMS Jant, İstanbul Üniversitesi, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi)

İki malzeme orijinal malzemelerden elde edilemeyen bir özellik kombinasyonunu elde etmek için birleştirilerek kompozitler üretilir.

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

ALUMİNYUM ALA IMLARI

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu :

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

UNİFORM SICAKLIK UYGULANMIŞ METAL MATRİSLİ KOMPOZİT DİSKİN ISIL GERİLME ANALİZİ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ

Malzemelerin Yüzey İşlemleri (MATE 464) Ders Detayları

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ CAM KEÇE TAKVİYELİ POLİFENİLEN SULFİD MATRİSLİ KOMPOZİTLERİN KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞLARINA ETKİLERİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ


FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI

DÖKÜM KALĐTESĐNĐN SIKIŞTIRMA DÖKÜM YÖNTEMĐ ĐLE YÜKSELTĐLMESĐ

Yrd. Doç. Dr. Şeniz R. KUŞHAN AKIN EĞİTİM Doktora, Yüksek Lisans, Lisans, İŞ TECRÜBESİ Yrd. Doç. Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı,

ÖZGEÇMĠġ VE ESERLER LĠSTESĠ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 11 Kompozit Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

BĐLYALI DÖVÜLMÜŞ AA2024 ALÜMĐNYUM ALAŞIMININ AŞINMA ÖZELLĐKLERĐ

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

T/M YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Cu-C-Al 2 SiO 5 KOMPOZİTİNİN ABRASİV AŞINMA DAYANIMI Ç. ÖZAY & A. HASÇALIK

MİKRO ARK OKSİDASYON TEKNİĞİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Kompozit Malzemeler. Polimer kompozit malzemeler reçine (Matrix) ve takviye (Reinforcement) bileşenlerinden oluşur.

YAY TAKVİYESİNİN PLASTİK DİŞLİLERİN STATİK KOPMA DAYANIMLARINA ETKİSİ

Kürleşme sıcaklığı ve süresinin cam/polyester kompozit kirişlerin serbest titreşim ve burkulma davranışına etkileri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ FORD OTOSAN İHSANİYE OTOMOTİV MYO YÜZEY İŞLEMLERİ AR-GE LABORATUVARI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Yabancı Dil: 67,50 (YDS-2014) Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Döküm Eğitimi Doktora/S.

ÖZGEÇMİŞ ALİ ÇAKIR. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü. Çayırova Kampüsü. Gebze/KOCAELİ KİŞİSEL BİLGİLER. Doğum Tarihi: 18 Mayıs 1989

ÜRÜN KATALOĞU BM TEKNİK

Transkript:

ALÜMİNYUM MATRİSLİ FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ MALZEMENİN AŞINMA DAVRANIŞINA YAŞLANDIRMA İŞLEMİNİN ETKİSİ Muzaffer Topçu 1, Süleyman Taşgetiren 2, Arzum Uluköy 3 1 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, 27, Denizli, mtopcu@pau.edu.tr 2 Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü, 32, Afyonkarahisar, tasgetir@aku.edu.tr 3 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, 27, Denizli, aulukoy@pau.edu.tr ÖZET Bu çalışmada, alüminyum 214 alaşımı (AlCu4SiMg) ile hacimce %15 oranında SiC ilave edilerek güçlendirilmiş olan fonksiyonel derecelendirilmiş malzemenin (FDM) aşınma davranışına yaşlandırma işleminin etkisi araştırılmıştır. Savurma döküm yöntemiyle üretilmiş olan SiC takviyeli fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden elde edilen numunelere, farklı çözeltiye alma ve yaşlandırma sürelerinde iki ayrı yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Aşınma deneyleri pim-disk aşınma deney cihazında kuru sürtünme halinde, 1,256 m/s sabit kayma hızında, iki farklı yük ( 91N ve 14N) altında ve iki farklı kayma mesafesinde (75m ve 375m) yapılmıştır. Dökülmüş ve yaşlandırılmış haldeki malzemenin aşınma davranışında meydana gelen değişim incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, en az aşınma miktarı, çözeltiye alma süresi 3 saat olmakla beraber yaşlandırma süresi 1 saat olan ısıl işlem ile elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzeme, Yaşlandırma, Savurma Döküm, Aşınma. THE EFFECT of AGING TREATMENT on WEAR BEHAVIOR of ALUMINUM MATRIX FUNCTIONALLY GRADED MATERIAL ABSTRACT In this study, the effect of aging treatment on wear behavior of functionally graded material (FGM) which reinforced via integrated with aluminum 214 alloy (AlCu4SiMg) and vol. 15% SiC was investigated. Two different aging treatments on process of different solutionizing and aging schedules were applied to specimens which obtained SiC reinforced functionally graded material via centrifugal casting technique. Wear experiments were applied under the conditions of dry sliding, 1,256 m/s velocity of constant sliding, two different loads (91N and 14N) and sliding distances (75m and 375m) via pin-on-disc wear apparatus. The variations occurred in wear behavior of casted and aged materials were analyzed. As a result of this study, the minimum wear lost was obtained at the end of the aging treatment process which has 3 hours solutionizing time nevertheless 1 hours aging time. Key Words: Functionally Graded Material, Aging, Centrifugal Casting, Wear. 141

1. GİRİŞ Klasik kaplamalarda mekanik ve fiziksel özelliklerin uyumsuzluğundan dolayı ısıl ve/veya mekanik yük altında, ara yüzeylerde çatlaklar meydana gelebilmektedir. Bu durum, zaman içerisinde kaplamanın altlıktan kopmasına ve dökülmesine kadar gitmektedir. Bu problemlerin üstesinden gelebilmek için özellik, mikro yapı ve kompozisyon olarak derecelendirilmiş çok tabakalı yapılar üretilmeye başlanmıştır. FDMlerde malzeme kompozisyonu ve mikroyapısı dolayısı ile mekanik ve termal özellikleri, malzemenin kalınlığı boyunca değişmektedir [1, 2, 3, 4, 5]. Klasik kaplama yöntemlerine kıyasla fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin pek çok üstünlükleri vardır. Bunlardan en önemlisi, kaplama ile altlık malzeme arasında mekanik ve fiziksel özelliklerin kesintiye uğramamasıdır. Böylece malzeme, gerek ısıl gerilmelere ve şoklara gerekse mekanik ve termomekanik gerilmelere karşı daha dayanıklı olmaktadır. FDMler, kaplama olarak kullanılabildiği gibi, iki malzeme arasında geçiş bölgesi olarak yani tampon olarak da kullanılabilmektedir [6, 7, 8]. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler (FDMler) daha çok, yapı veya malzemenin kimyasal düzeninin mühendislik yaklaşımıyla yeniden düzenlenmesi ile elde edilirler ve teknik olarak, ayrı bir malzeme grubu olarak değerlendirilmezler. Bu yaklaşım, ilk bakışta birbirine aykırı gereksinimlerin bir arada istendiği, örneğin yüksek sertlik ve yüksek tokluk istenmesi gibi durumlarda, çok faydalı olmaktadır. FDM teriminin 198 lerin ortasında Japonya da ortaya çıkmasına rağmen, kavram mühendislikte nispeten uzun zamandır kullanılmaktadır [ 2, 9]. Alüminyum matrisli FDMler ile ilgili araştırmalar son zamanlarda oldukça fazladır. Alüminyum alaşımları hafifliği, yüksek dayanım ve tokluğu, iyi korozyon özellikleri, yaşlandırma ile dayanımının artırılabilirliği gibi özelliklerinden dolayı özellikle otomotiv, havacılık ve savunma sanayinde geniş bir kullanım alanı bulmaktadır [1,11,13]. Ayrıca alüminyum alaşımları, süneklik ve sertlik, geliştirilmiş dayanım ve rijitlik kombinasyonu nedeniyle metal matrisli kompozitler için matris malzemesi olarak tercih edilmektedir [1, 12]. Güçlendirici seramik malzemeler fiber, kısa fiber, whiskers ve partikül halinde olabilmektedir. Güçlendirici seramik partikül olarak en yaygın kullanılan malzemeler SiC, Al 2 O 3, TiC, B 4 C, TiB, WC vb olarak sıralanabilir [1,12,13]. SiC partikülleri yüksek sertlik ve aşınma direncinin yanı sıra ucuzluğundan dolayı en fazla tercih edilen güçlendiricidir [1, 12]. Günümüzde havacılıkta kullanılan motorlarda, 12 μm den küçük boyuttaki SiC ile güçlendirilmiş 2 ile 6 serisi alüminyum matrisli kompozitlerin kullanım potansiyeli oldukça yüksektir. Dayanım, süneklik ve sertlik kombinasyonları açısından ağırlıkça %15-25 oranında SiC takviyeli kompozitlerin en iyi sonuçları verdiği belirtilmektedir [13] Bu çalışmada, 1939 yılındaki bulunuşundan (discover) günümüze değin yaygın olarak kullanılan [14] 214 alüminyum alaşımı ile 9 μm boyutundaki SiC tanecikleri karıştırılarak savurma döküm yöntemi ile dökülmüştür. Savurma dökümde oluşan santrifüj kuvvet etkisiyle ve alüminyum ile SiC arasındaki yoğunluk farkından dolayı, SiC tanecikleri daha çok dışta bir toplanma göstermiştir. Böylece SiC takviyeli alüminyum matrisli FDM üretilmiştir. Kalınlık boyunca mikro yapıdan dolayı oluşan sertlik değişimi incelenmiştir. Üretilen silindir şeklindeki FDMden, çıkarılan pim şeklindeki numunelere iki farklı yaşlandırma işlemi uygulanarak kuru ortamda aşınma davranışı incelenmiştir. 2. MALZEME VE YÖNTEM Alüminyum 214 alaşımı (AlCu4SiMg) külçeler fırında 635 C de ergitilmiş ve ergiyiğin sıcaklığı 7 C ye çıkarılmıştır. Ortalama 9μm boyutundaki SiC tozları ağırlıkça %15 oranında ergiyiğe yavaşça ilave edilerek karıştırılmıştır [15]. Kullanılan 214 alaşımı külçelerin kimyasal kompozisyonu Tablo1 de verilmiştir. Elde edilen ergiyik ø155x6mm ölçülerindeki ön ısıtma yapılmış olan ve 265s -1 hızla dönen kalıba dökülmüştür. 3 dakika sonra dönme işlemi bitirilmiş ve malzeme kalıpta soğutulmuştur. Tablo 1. Alüminyum 214 Alaşımının Kimyasal Kompozisyonu Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al 1,18,48 4,9 1,4,57,9,3,3 Bal. 142

Elde edilen silindir şeklindeki malzemeden Şekil 1 deki gibi dikdörtgen lamalar çıkarılmış, bu lamalardan SiC ce zengin olan ve olmayan bölgelerden pim şeklinde aşınma numuneleri elde edilmiştir. Bu lamaların dilimlenmesiyle de çekme deneyi numuneleri elde edilmiştir. Şekil 1. Silindir Şeklindeki Döküm Malzemeden Numune çıkarılması Yapılan literatür incelemesinde SiC takviyeli 214 alaşımına uygulanmış ve yüksek sertlik değerleri bulunmuş olan çalışmalardaki yaşlandırma işlemlerinin kriterleri alınmıştır. 1. 5 C de 3 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 145 C de 1 saat yaşlandırma ve suda soğutma, I1, [16]. 2. 495 C de 8 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 18 C de 3 saat yaşlandırma ve suda soğutma, I2, [14]. Sertlik ölçümleri, Vickers sertlik ölçüm cihazında 2 kg yük altında 1s bekletme süresi şartlarında yapılmış ve 3 ölçümün ortalaması alınmıştır. Çekme deneyi Instron marka çekme-basma cihazında 1mm/dak çekme hızında, video ekstansiyometre kullanılarak yapılmıştır. Aşınma deneyleri ASTM G99 standardına uygun olarak Plint marka pim-disk aşınma deney cihazında, kuru sürtünme şartlarında yapılmıştır. FDM silindirden ø12,5x 12,5 mm ölçülerinde çıkarılan numuneler pim, ø6x16 mm ölçüsünde AISI 28 malzeme ise disk olarak kullanılmıştır. Disk malzemesinin sertliği, ostenitlenip yağda soğutma işlemi sonucu 62HRC olarak tespit edilmiştir. Şekil 2 de aşınma deney düzeneği şematik olarak gösterilmiştir. Şekil 2. Aşınma Deney Düzeneğinin Şematik Gösterimi 143

Aşınma deneyleri kuru sürtünme şartı altında iki farklı yük ( 91N ve 14N) ve iki farklı kayma mesafesinde (75m ve 375m) yapılmıştır. Dökülmüş ve yaşlandırma işlemi yapılmış olan numuneler, SiC ce zengin olmayan iç çapa yakın bölgelerden ve SiC ce zengin olan dış çapa yakın bölgelerden alınarak sırasıyla 1 ve 2 olarak numaralandırılmıştır. 3. SONUÇLAR ve TARTIŞMA SiC takviyeli alüminyum 214 alaşımının dökülmüş halde içyapısı Şekil 3 de görülmektedir. Şekil 3. Döküm Sonrası FDM İçyapısı (Büyütme 5x) Şekil 4 de silindirin iç çapından dışına doğru Elastisite Modülünün değişimi görülmektedir. SiC ve Al 214 için ortalama olarak verilen yoğunluk değeri sırasıyla 3,2 g/cm 3 ve 2,8 g/cm 3, Elastisite Modülü değerleri ise 41 GPa ve 72,4 GPa dır. SiC partiküllerinin alüminyum alaşımdan daha yüksek yoğunluğa sahip olmasından dolayı, döküm esnasında santrifüj kuvvet etkisiyle, beklenildiği gibi silindirin dış kısmına doğru daha fazla partikül dağılmıştır. Bunun sonucu olarak da Elastisite Modülü artmıştır. Elastisite Modülü, E (GPa) 1, 9, 8, 7, FDMnin Dökülmüş Halde Elastisite Modülü Değerinin İç Kısımdan Dış Kısıma Doğru Değişimi Silindirin Et kalınlığı Şekil 4. Elastisite Modülü Değişimi Yapılan Vickers sertlik ölçümleri sonucunda, yaşlandırma işlemi ile FDMnin sertlik değerlerinin arttığı görülmüştür. Gerek dökülmüş halde gerekse yaşlandırma yapılmış halde silindirin SiC ce zengin olmayan iç kısmı ile SiC ce zengin olan dış kısmı arasında sertlik değerleri arasında fark oluşmuştur. Dökülmüş haldeki FDMnin sertlik değerleri, literatürde verilen ve bu çalışmada ısıl işlem parametreleri esas alınmış olan çalışmalardan ki sertlik değerlerinden daha yüksek elde edilmiştir. Üretilen FDMnin iç kısımlarında daha az SiC bulunmasına rağmen, elde edilen en az sertlik değeri 8 HV değerinin üzerindedir. Yaşlandırma işlemleri ile elde edilmiş olan sertlik değeri ise ortalama 14HV dir. Quadrini tarafından yapılan ve I1 olarak ısıl işlem 144

parametresi alınmış olan çalışmada ağırlıkça %2 SiC whiskers içeren Al 214 kompozitinin sertlik değerleri ısıl işlem öncesi 74HV, ısıl işlem sonrası 14HV olarak tespit edilmiştir [16]. FDMnin İç Kısmından Dış Kısmına Doğru Et Kalınlığı Boyunca Sertlik Dağılımı Sertlik, HV 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Silindirin Et Kalınlığı Dökülmüş Halde I1 I2 Şekil 5. İç Çaptan Dış Çapa Doğru Et Kalınlığı Boyunca Sertlik Değişimi ( D: Dökülmüş halde, I1: 5 C de 3 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 145 C de 1 saat yaşlandırma ve suda soğutma, I2: 495 C de 8 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 18 C de 3 saat yaşlandırma ve suda soğutma) Aşınma deneylerinde, uygulanan yükün ve alınan yolun artması ile birlikte aşınma miktarı artmıştır. SiC ce zengin olan kısımda aşınma miktarının genel olarak SiC ce zengin olmayan kısma göre daha az olduğu görülmüştür. Şekil 6 da dökülmüş halde FDMnin aşınma grafiğinden görüleceği gibi, genel olarak uygulanan yük ve alınan yolun artmasıyla birlikte aşınma miktarı değerleri birbirine yaklaşmıştır. Dökülmüş Halde FDMnin SiC'ce Zengin Olan ve Olmayan Kısımlarının Aşınma Davranışı Aşınma Miktarı, mg 15 12 9 6 3 75 15 225 3 375 SiC'ce zengin olmayan kısım, Yük 91N SiC'ce zengin olmayan kısım, Yük 91N SiC'ce zengin olmayan kısım, Yük 14N SiC'ce zengin olmayan kısım, Yük 14N SiC'ce zengin olan kısım, Yük 91N SiC'ce zengin olan kısım, Yük 91N SiC'ce zengin olan kısım, Yük 14N SiC'ce zengin olan kısım, Yük 14N Şekil 6. Dökülmüş Halde FDMnin Aşınma Davranışı Numunelere uygulanan yaşlandırma işlemleri ile FDMnin aşınma direnci artmıştır. En az aşınma kaybı, I1 olarak adlandırılan yaşlandırma işlemi sonucunda elde edilmiştir (Şekil 7 ve 8). 145

91N yük Altında FDMnin Aşınma Davranışı 14N yük Altında FDMnin Aşınma Davranışı 6 6 Aşınma Miktarı, mg 4 2 75 Aşınma Miktarı, mg 4 2 75 Dökülmüş halde I1 I2 Dökülmüş halde I1 I2 91N yük Altında FDMnin Aşınma Davranışı 14N yük Altında FDMnin Aşınma Davranışı 15 15 Aşınma Miktarı, mg 1 5 375 Aşınma Miktarı, mg 1 5 375 Dökülmüş halde I1 I2 Dökülmüş halde I1 I2 Şekil 7. FDMnin Dökülmüş ve Yaşlandırma İşlemi Uygulanmış Halde Aşınma Değerleri (I1: 5 C de 3 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 145 C de 1 saat yaşlandırma ve suda soğutma; I2: 495 C de 8 saat çözeltiye alma ve sonrasında suda soğutma, 18 C de 3 saat yaşlandırma ve suda soğutma. Değerler, SiC ce zengin olan ve olmayan kısımların aşınma miktarlarının ortalamasıdır.) Aşınma Miktarı, mg 7 6 5 4 3 2 1 75 375 I1, 91N I1, 14N I2, 91N I2, 14N Şekil 8. Yaşlandırma İşlemleri Sonucunda Oluşan Aşınma Kaybı Değişimi Aşınma deneyi esnasında, hem yükün hem de alınan yolun artmasıyla, aşınma miktarı ani artış göstermiştir. Alüminyum matrisli kompozitlerin aşınmasıyla ilgili yapılmış olan çalışmalarda; belirli bir kritik yüke kadar aşınma miktarının doğrusal olarak arttığı, kritik yükün üzerinde ise aşınma türünün normal aşınmadan şiddetli aşınmaya geçtiği belirtilmektedir [15, 17]. Bunun nedeni olarak, yüksek yüklerde SiC partiküllerinin kırılarak 146

matristen tamamen ayrılması sonucunda aşınma yüzeyinde çok az sayıda kalan SiC partiküllerinin yük taşıma özelliğini kaybetmesi ve bunu takiben matris ile aşındırıcı arasında ciddi bir temas oluşması gösterilmektedir. 4. SONUÇLAR Alüminyum 214 alaşımı (AlCu4SiMg) ile ağırlıkça %15 oranında 9μm boyutundaki SiC tozları karıştırılarak, savurma döküm yöntemiyle dökülmüştür. Elde edilen malzemenin mekanik özellikleri, iç çaptan dış çapa doğru fonksiyonel bir değişim göstermiştir. Alüminyum matrisli fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeye, 2 ayrı yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmıştır. Gerek dökülmüş gerekse yaşlandırılmış halde sertlik ölçümü ve aşınma deneyleri yapılmıştır. Yaşlandırma işlemleri ile FDMnin sertlik değerleri artış göstermiş, aşınma miktarı ise azalmıştır. 5. TEŞEKKÜR Bu çalışma, Pamukkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından, 29FBE6 numaralı proje ile desteklenmiştir. 6. KAYNAKLAR 1. Cho, J.R. and Oden, J. T., Functionally Graded Material: a Parametric Study on Thermal-Stress Characteristics Using the Crank-Nicolson-Galerkin Scheme, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., 188 (2),17-38. 2. Wessel, J.K., Handbook of Advanced Materials: Enabling New Designs, Wiley-Interscience Publication, 24,pp 465-487. 3. Tilbrook, M.T., Moon, R.J., Hoffman, M., Crack Propagation in Graded Composites, Composites Science and Technology, 65 (25), 21 22. 4. Ichikawa, K., Functionally Graded Materials in the 21st Century: A Workshop on Trends and Forecasts, Kluwer Ac.Pub., 21, USA. 5. Freund, L. B., Suresh, S., Thin Film Materials: Stress, Defect Formation and Surface Evolution, Cambridge University Press, 24, ch 2. 6. Cirakoglu, M., Processing and Characterization of Functionally Graded Titanium/Titanium Boride/Titanium Diboride Composites by Combustion Synthesis/Compaction and Microwaves, Ph.D. Thesis, University of Idaho, 21. 7. Lee, C.S., Ahn, S.H., DeJonghe, L.C., Thomas, G., Effect of functionally graded material (FGM) layers on the residual stress of polytypoidally joined Si 3 N 4 Al 2 O 3, Materials Science and Engineering: A Volume 434, Issues 1-2, 25 October 26, Pages 16-165. 8. Suresh, S., Modeling and Design of Multi-Layered and Graded Materials, Progress in Materials Science Vol. 42, pp. 243-25 I. 1997. 9. Koizumi, M., The concept of FGM, Ceram. Trans., Funct. Gradient Mater. 34 (1993), pp. 3 1. 1. Chawla, N., Chawla, K.K., Metal Matrix Composites, Springer, 26, pp. 33 55. 11. Dikici, B., Gavgali, M., Tekmen, C., Corrosion Behavior of an Artificially Aged (T6) Al Si Mg-based Metal Matrix Composite, Journal of Composite Materials 26; 4; 1259. 12. Miracle, D.B., Aeronautical Applications of Metal-Matrix Composites, ASM Handbook, V.21, Composites, ASM International, 21. 13. Cantor B., Dunne F. ve Stone I., Metal and Ceramic Matrix Composites, Institute of Physics Publishing, 24. 14. Dasgupta R., A Comparative Assessment of the Behavior of Al-Cu Alloy and Its Composite, Journal of Composite Materials 39 ( 25) 1561-1575. 15. ] Özdin, K., Şahin, Y., SiC Partiküllerle Takviyelendirilmiş Metal Matriksli Kompozitin Üretimi ve Aşınma Davranışının İncelenmesi, 12. Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, 5-8 Eylül 26, Kuşadası, Türkiye. 16. Quadrini, E., Microstructural Characterization of a Silicon Carbide Whisker Reinforced 214 Aluminum Metal Matrix Composite, Journal De Physique, IV Colloque C7, SupplBment au Journal de Physique 111, Volume 3, Novembre 1993. 147

17. Mindivan, H., Kayalı, E. S., SiC takviyeli 2618 Al matrisli kompozitlerin aşınma davranışı, İTÜ Dergisi, Cilt:6, Sayı:2, 63-7, Nisan 27. BİYOGRAFİLER Prof. Dr. Muzaffer TOPÇU Yazar,1959 yılında Afyon da doğmuştur. İlk ve ortaokul öğrenimini Afyon Sandıklı da, lise öğrenimini ise Akşehir de tamamlamıştır. Dokuz Eylül Üniversitesi Denizli Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü nden 1982 yılında mezun olmuştur. Yazar, 1986 yılında Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Bölümü nde yüksek lisans, 1991 yılında ise Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Bölümü nde Doktora çalışmasını tamamlamıştır. 1984 1989 yılları arasında DEÜ-Denizli Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü nde Araştırma Görevlisi olarak çalışan Muzaffer Topçu, 1989-1991 yılları arasında DEÜ-Denizli Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı nda Öğretim Görevliliği, 1991 1997 yılları arasında PAÜ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı nda Yardımcı Doçentlik, 1997 23 yılları arasında ise PAÜ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı nda Doçentlik görevini sürdürmüştür. 23 yılında Profesör Doktor ünvanını almıştır ve yine 23 yılından bu yana Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölüm Başkanlığı görevini yürütmektedir. Çalışma alanları mukavemet, kompozit malzemelerin mekaniği ve üretimi, sonlu elemanlar metodu, elastisite ve plastisite teorisi, makina dizaynı olup; çok sayıda uluslar arası ve ulusal yayınları bulunmaktadır. Prof. Dr. Süleyman TAŞGETİREN Yazar, 1965 yılında Kahramanmaraş ta doğmuştur. Lisans öğrenimini 1987 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Denizli Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü nde, 1992 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü nde yüksek lisans çalışmasını ve yine aynı bölümde 1997 yılında doktora çalışmasını tamamlamıştır. Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi nde 21-26 yılları arasında Doçent olarak çalışmıştır. 26 yılından itibaren ise yine aynı bölümde Profesör Doktor olarak çalışmaktadır. 29 yılından bu yana Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Dekanlık görevini sürdürmektedir. Çalışma alanları kırılma mekaniği, yorulma, kaynak, sonlu elemanlar metodu olup; çok sayıda uluslar arası ve ulusal yayınları bulunmaktadır. Araş. Gör. Arzum ULUKÖY Yazar, 1975 yılında Samsun Tekkeköy de doğmuştur. Lisans öğrenimini 1999 yılında Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü nde, yüksek lisans öğrenimini 23 25 yılları arasında PAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı nda tamamlamıştır. 25 yılında başladığı doktora çalışması halen devam etmektedir. 22 yılından bu yana PAÜ Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü nde başladığı Araştırma Görevlisi olarak çalışmaktadır. Çalışma alanları borlama, ısıl işlemler, FDM, yorulma, fretting ve aşınmadır. 148