Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Benzer belgeler
ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

19 (4), , (4), , 2007

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

PARTİKÜL TAKVİYELİ ALÜMİNYUM ESASLI METAL MATRİS KOMPOZİTLERİN DİFÜZYON KAYNAK KABİLİYETLERİNİN İNCELENMESİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Ford Otosan İhsaniye Otomotiv MYO

Tİ 51 Nİ 49 KOMPOZİTİNİN CU-Nİ ARA TABAKALI DİFÜZYON KAYNAĞINDA SICAKLIK VE SÜRENİN BİRLEŞMEYE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET

NWSA ISSN: e-journal 498. of New World Sciences Academy. Article Number: A0092

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

DOKTORA TEZİ PROTETİK DİŞ TEDAVİSİ ANABİLİM DALI

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

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

ÇEVRESEL TEST HİZMETLERİ 2.ENVIRONMENTAL TESTS

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT ÜRETİMİ İÇİN SiC İÇERİKLİ ÖN ŞEKİL ÜRETİMİ

«Tane İnceltme İşleminin İyileştirilmesi ve Alçak Basınçlı Döküm Sistemiyle AlSi5Mg0.3 Alaşımlı Jant Üretimi»

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

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ PARTİKÜL TAKVİYELİ ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELERİN DİFÜZYONLA BİRLEŞTİRİLMESİ

BOR KATKILI HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

BASINÇLI İNFİLTRASYON YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Al- SiCp KOMPOZİTLERDE PARTİKÜL BOYUTUNUN ABRASİV AŞINMA DAVRANIŞINA ETKİSİ

Materials Science & Technology

62901 USA, June June 2010 (12 ay sure).

ALÜMİNYUMUN TIG KAYNAĞINDA AKIM TÜRÜNÜN KAYNAK METALİ MİKROYAPISI VE DARBE DAYANIMINA ETKİSİ

Ti6Al4V alaşımının gümüş aratabaka kullanılarak difüzyon kaynağı ile birleştirilebilirliği

SÜRTÜNME KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLMİŞ AISI 1040/DUPLEX PASLANMAZ ÇELİK ÇİFTİNDE SÜRTÜNME SÜRESİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ISPARTA İLİ KİRAZ İHRACATININ ANALİZİ

Öğrenim Durumu Derece Alan Üniversite Mezuniyet Yılı. Tezler Derece Tez Danışman

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

Jeokimya Analizleri. Geochemical Analysis

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

Halil Karakoç a, Hanifi Çinici b,ramazan Çıtak c

B 4 C /Al KOMPOZİTLERİN TAKVİYE HACİM ORANINA BAĞLI OLARAK ABRASİF AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

İlker EKER a ve İbrahim SEVİM b, * Geliş Tarihi/Received: , Kabul Tarihi/Accepted:

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

1. YARIYIL / SEMESTER 1

THE EXAMINATION OF METALLURGICAL PROPERTIES OF WELDED 6351 ALUMINUM ALLOYS WITH INERT GAS METHODS

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

İKİZ MERDANELİ SÜREKLİ DÖKÜM TEKNİĞİ İLE AA5754 MALZEME ÜRETİMİ. Koray TURBALIOĞLU

Tekirdağ&Ziraat&Fakültesi&Dergisi&

SPA-H atmosferik korozyona dayanıklı çelik saçların direnç nokta kaynaklı bağlantılarında hasar tipinin çekme-sıyırma dayanımı üzerindeki etkisi

DOĞA BİLİMLERİ MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ÖĞRETİM PLANI 1. YARIYIL. Uyg./Lab (U/L) Zor./Seç.

K A Y N A K Y Ö N T E M L E R İ OKSİ-GAZ KAYNAK YÖNTEMLERİ

İŞLETMELERDE KURUMSAL İMAJ VE OLUŞUMUNDAKİ ANA ETKENLER

Technological Applied Sciences Status : Original Study ISSN: (NWSATAS) Received: June 2016 ID: A0102 Accepted: October 2016

Öğrenim Durumu Derece Alan Üniversite Mezuniyet Yılı Karadeniz Teknik Üniversitesi Trabzon M.Y.O. Tezler Derece Tez Danışman

Difüzyon Kaynağı ile Birleştirilmiş Bakır ve Porselenin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Termal ve Yapısal Analizleri

MEKANİK ALAŞIMLAMA/ÖĞÜTME YÖNTEMİYLE ZrO 2 TAKVİYELİ TİTANYUM BAZLI (EX-SİTU) METAL MATRİS KOMPOZİT MALZEMELERİN ÜRETİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

6.1. Yüksek Lisans Tezleri 6.2. Doktora Tezleri. 7. Yayınlar

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

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

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

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

YÖNETİM GÖREVLERİ VE KURUL ÜYELİKLERİ

METAL MATRİS KOMPOZİTLERİN VAKUM İNFİLTRASYONLA DERECELİ HASSAS DÖKÜM KALIPLARINDA ÜRETİMİ

4000 SERİSİ ALÜMİNYUM LEVHALARIN TIG KAYNAĞINDA AKIM TÜRÜNÜN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

taşımak için tasarlandı

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

MEKANOKİMYASAL YÖNTEMLE BOR KARBÜR SENTEZİ VE ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMEDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Yüksek Sıcaklık Sonrası Farklı Sınıflardaki Betonarme Çeliklerinin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Calacatta Oro

GR2-GR5 Titanyum alaşımlarının Alüminyum aratabaka kullanılarak difüzyon kaynak yöntemi ile birleştirilmesi

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAK YÖNTEMİYLE BİRLEŞTİRİLEN AA2124/SiCp/25 KOMPOZİT LEVHALARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE TAKIM AŞINMASININ ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ. CEP TLF İŞ TLF E- POSTA 2. EĞİTİM ÖĞRENİM DÖNEMİ DERECE (*) ÜNİVERSİTE ÖĞRENİM ALANI

ÖZGEÇMİŞ DİL ADI SINAV ADI PUAN SEVİYE YIL DÖNEM. İngilizce KPDS 82 İYİ 1999 Güz PROGRAM ADI ÜLKE ÜNİVERSİTE ALAN DİĞER ALAN BAŞ.

Al-SiCp MMK LERDE PARTİKÜL TAKVİYE ORANININ MEKANİK ÖZELLİKLERE VE İŞLENEBİLİRLİĞİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

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

MAJOR QSB STEEL and APPLICATIONS

C6 Mugla White

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

SERTLEHİMLEME İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ AA5754 VE AA3003 MALZEMELERDEKİ KOROZYONUN İNCELENMESİ

C5 Mugla White

Kaynak, döküm ve plastik şekil verme gibi üretim aşamalarında meydana gelen hataları kavrayabilme.

mühendislikdergisi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yumu u akan malzeme pul

0,35 0,3 0,25 0, m/min 130 m/min 169 m/min 220 m/min 286 m/min 0,15 0,1 0,05

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

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

Makine Müh. Dr. Muhammet Demirtaş

ISSN: Yıl /Year: 2017 Cilt(Sayı)/Vol.(Issue): 1(Özel) Sayfa/Page: Araştırma Makalesi Research Article

Sıcak ekstrüze edilmiş AA7075/SiCp kompozitlerin sertlik ve korozyon direncine T6 ve T73 ısıl işlemlerinin etkisi

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEN AA6061/AA7075 ÇİFTİNDE KARIŞTIRICI UÇ OMUZ GENİŞLİĞİNİN MEKANİK ÖZELLİKLER ÜZERİNE ETKİSİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ

We convert our experiencess and knowledge about aluminum into qualified products.

TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Al2024-Si ALAŞIMI KOMPOZİTLERDE Si MİKTARININ VE YAŞLANDIRMA SÜRELERİNİN ETKİSİ

DEMİR ESASLI TOZ METAL PARÇALARIN SİNTERLEME İLE BİRLEŞTİRİLMESİ

MAFSALLI ÇOK AMAÇLI KENETLER

2

Al Metal Matris Kompozitlerin Abrasiv Aşınma Performansına Takviye Elemanlarının Etkisi

Yakup KAYA, Nizamettin KAHRAMAN Karabük üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Balıklarkayası mevkii, 78050, Karabük

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

AA 2014 Al Matrisli B 4 C Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mikro Yapı ve Aşınma Davranışının Đncelenmesi

MAGNEZYUM MATRİSLİ PARÇACIK TAKVİYELİ KOMPOZİT MALZEMELERDE YAPAY YAŞLANDIRMA ISIL İŞLEMİNİN SERTLİK VE MİKROYAPI ÜZERİNE ETKİSİ

Transkript:

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Sigma 29, 457-464, 2011 PhD Research Article / Doktora Çalışması Araştırma Makalesi THE EFFECT OF PROCESSING TIME ON THE DIFFUSION BONDING OF A SiC p REINFORCED ALUMINUM MATRIX COMPOSITE WITH A 380 CASTING ALUMINUM ALLOY Hatice MOLLAOĞLU ALTUNER *1, Ahmet TOPUZ 2 1 Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Ens., Metalurji ve Malzeme Müh. Anabilim Dalı, Yıldız-İSTANBUL 2 Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fak., Metalurji ve Malzeme Müh. Bölümü, Esenler-İSTANBUL Received/Geliş: 01.08.2011 Accepted/Kabul: 16.11.2011 ABSTRACT The aluminum matrix composites are becoming more popular due to their superior mechanical properties compared with monolithic aluminum alloys. On the other hand, a main problem in expending the application of aluminum matrix composites (AlMMC) is joining difficulties by conventional welding methods. There is a growing interest in diffusion bonding of Al matrix composites due to the problems occur when conventional welding methods are used. Diffusion bonding is a joining technique in which temperature, time and pressure produce, through diffusion, coalescence of the base metals being bonded. In the present work, a 17% SiC p reinforced aluminum matrix composite and a 380 aluminum casting alloy were diffusion bonded at a constant temperature with different processing times. The effect of time on bonding was investigated. Diffusion bonding experiments were carried out at 560ºC under 3 MPa pressure for 30, 60 and 90 minutes holding time in vacuum atmosphere The bonded samples were investigated metallographically by means of light microscopy and scanning electron microscope (SEM). Bonding strengths of the samples were determined with shear tests using a specially designed shear test apparatus. The results showed that the bonding strength increases with increasing bonding time. The highest shear strength was obtained after bonding at 560 ºC under 3 MPa for 90 minutes. Keywords: Diffusion bonding, SiC, aluminum matrix composite. BİRLEŞTİRME SÜRESİNİN SiC TAKVİYELİ ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİTİN 380 ALÜMİNYUM DÖKÜM ALAŞIMI İLE DİFÜZYONLA BİRLEŞTİRİLMESİ ÜZERİNE ETKİSİ ÖZET Alüminyum matrisli kompozitlere olan ilgi bu malzemelerin konvansiyonel alüminyum alaşımlarına göre özellikle dayanım ve performans bakımından daha üstün özellikler göstermeleri nedeni ile giderek artmaktadır. Diğer yandan, alüminyum matrisli kompozitlerin (Al MMK) daha geniş bir uygulama alanı bulmasındaki en büyük problemlerden biri, bu malzemelerin konvansiyonel kaynak yöntemleri ile birleştirilmesindeki güçlüklerdir. Alüminyum matrisli kompozitlerin konvansiyonel ergitme kaynağı yöntemleri ile birleştirilmesinde karşılaşılan çeşitli sorunlar nedeni ile difüzyon ile birleştirilmelerine olan ilgi giderek artmaktadır. Difüzyonla birleştirme, sıcaklık ve basıncın etkisi ile birleştirilecek malzemeler arasında difüzyon sonucunda gerçekleşen bir katı hal birleştirme yöntemidir.. Bu çalışmada, %17 SiC takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzeme 380 Alüminyum döküm alaşımı malzeme ile sabit sıcaklık ve basınç değerinde farklı sürelerde difüzyonla birleştirilmiştir. Birleştirme süresinin etkisi araştırılmıştır. Difüzyonla birleştirme deneyleri 560 ºC sıcaklık değerinde, 3 MPa basınç altında 30, 60 ve 90 dakika sürede vakum atmosferde gerçekleştirilmiştir. Difüzyonla birleştirilen numunelerin birleşme ara yüzeyleri metalografik olarak incelenmiş, birleşme arayüzeyinde mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Birleşme dayanımı özel olarak tasarlanan bir kesme testi aparatı kullanılarak belirlenmiştir. Test sonuçları birleşme süresinin artması ile birleşme dayanımının arttığını göstermiştir. 560 ºC sıcaklık değerinde, 3 MPa basınç altında farklı sürelerde vakum atmosferde gerçekleştirilen difüzyonla birleştirme deneylerinde en yüksek dayanım değeri 90 dakika süre sonunda elde edilmiştir. Anahtar Sözcükler: Difüzyonla birleştirme, SiC, alüminyum matrisli kompozit. * Corresponding Author/Sorumlu Yazar: e-mail/e-ileti: haticemollaoglu@gmail.com, tel: (212) 383 46 84 457

The Effect of Processing Time on the Diffusion Sigma 29, 457-464, 2011 1. INTRODUCTION Diffusion bonding is a solid-state process conducted at sufficient temperature for assuring diffusion between the surface layers of the two parts with plastic deformation in order to eliminate the gaps at atomic level [1]. This bonding method can be used mostly for the advanced materials especially in the aerospace field [2]. Diffusion bonding is particularly adaptable to join complex assemblies of various materials to produce an assembly requiring little forming or machining. Diffusion bonding is an alternative joining process which is only considered in very special cases [2, 3]. The aluminum matrix composites (AlMMCs) have become more popular as structural materials especially in aerospace and automotive industries owing to their improved strength, low density and enhanced wear properties [4-9]. On the other hand difficulties in production of complex shapes and joining limit the widespread usage of these advanced materials [4,7]. Recently, the researches related to joining science and technology for the Al-based MMCs have a key-role for their successful engineering applications [5]. The main problems in conventional joining of these advanced materials can be listed as (1) great viscosity and poor flowability of the liquid welding pool, (2) an unusual solidification process due to reinforcement phases (SiC, Al 2 O 3 and etc.) and (3) formation of brittle phases (Al 4 C 3 ) when SiC is used as reinforcement. On the other hand, recent researches have shown that it is possible to achieve sound joints of SiC reinforced aluminum metal matrix composites (Al/SiC p -MMC) by solid state bonding processes such as vacuum brazing, diffusion bonding (including transient liquid phase bonding-tlp) and friction welding [4-10]. In the present work, the effect of processing time on diffusion bonding of an Al/SiC p - MMC with a 380 aluminum casting alloy has been investigated. 2. EXPERIMENTAL STUDIES 2.1. Material The materials used in this study were a 17% SiC reinforced aluminum matrix composite and a 380 aluminum alloy. As-received composite material was an extruded rod of Al/SiCp-MMC consisting of Al matrix alloy and 17 wt% silicon carbide particulate reinforcement of very fine grain size. The chemical compositions of aluminum alloy and composite material are given in Table 1 and 2, respectively. Table 1. Chemical composition of 380 aluminum casting alloy (wt%) Si Cu Mg Mn Fe Zn Ni Sn Other Al (total) 380.0 8,65 2,95 0,269 0,336 0,431 1,90 - - 0,158 balance Table 2. Chemical composition of Al/SiCp-MMC material (wt%) Al SiC Cu Mg Mn 77,3 17,8 3,3 1,2 0,4 Figure 1 shows the microstructures of the 380 aluminum casting alloy and Figure 2 shows the microstrucres of Al/SiCp-MMC. 458

H. Mollaoğlu Altuner, A. Topuz Sigma 29, 457-464, 2011 Figure 1. Optical images of the 380 aluminum casting alloy with different magnifications (a)100x (b) 500X Figure 2. Microstructure of the Al/SiCp-MMC (a) optical micrograph (500X) (b) SEM micrograph (2000X) 2.2. Bonding Process The extruded rods of Al/SiCp-MMC material and 380 aluminum casting alloy were machined to 8.5 mm diameter and 10 mm height. Bond surfaces were ground to 1200 grit by water cooled silicon carbide papers. Average surface roughness value Ra was found between 0.09-0.11 μm using Mahr PerthometerS2 surface roughness test machine. Bonding surfaces of the samples were cleaned with acid solution containing 15 ml HNO 3-15 ml HCl-15 ml H 2 O and 1 ml HF to remove the potential oxide layer. Then, an ultrasonic cleaning in acetone for 30 minutes was performed just before the bonding process. Specimen couples were placed inside the diffusion bonding chamber. Diffusion bonding of the specimens was carried out at 560ºC under 3 MPa pressure for 30, 60 and 90 minutes holding time in vacuum atmosphere. The bonded specimens were cooled in the furnace to room temperature. 459

The Effect of Processing Time on the Diffusion Sigma 29, 457-464, 2011 2.3. Characterization of the Bonded Samples Diffusion bonded specimens were cut perpendicular to bonding interface for metallographic examinations. Specimens were ground 180 to 1200 grit with water cooled silicon carbide papers and polished to 3 μm finish with diamond paste. Metallographic investigations of the bonding interfaces were surveyed using optical microscope and SEM. Mechanical performance of the bonded specimens was evaluated by shear test. A special shear test apparatus were designed to achieve pure shear stress across the bond interface. The schematic illustration of the shear test apparatus is given in Figure 3. Bonded cylindrical specimens were loaded in the special test apparatus by a 100 kn capacity universal testing machine. The maximum load was divided by the bond area in order to calculate shear strength. 3. RESULTS Figure 3. Schematic illustration of the shear test apparatus Al/SiCp-MMC and 380 aluminum alloy material couple were bonded successfully with all bonding times. The macrograph of the samples bonded at 560 C under 3 MPa pressure for 30 minutes can be seen on Figure 4. Figure 4. The macrograph of the diffusion bonded Al/SiCp-MMC-380 Al alloy couple Figure 5, 6 and 7 shows the optical and SEM images of the samples were diffusion bonded at 560 C under 3 MPa pressure for 30, 60 and 90 minutes, respectively. The SEM investigations of the bonding interfaces revealed that the bonding line of the joint bonded for 30 minutes is clearly detectable (Fig.5b) and gradually disappearing (Fig.6b and Fig.7b) with 460

H. Mollaoğlu Altuner, A. Topuz Sigma 29, 457-464, 2011 increasing holding time. Furthermore, as it can be seen in Figure 5b that there are many gaps at the bonding interface of the samples bonded for 30 minutes that prove the existence of the unbonded areas. On the other hand no gaps were detected at the bonding interface of the samples bonded for 60 and 90 minutes. The samples which were diffusion bonded for 90 minutes have the smoothest bonding interface (Fig. 7b). Figure 5. Micrographs of the bonding interface of the samples diffusion bonded at 560 C under 3 MPa pressure for 30 minutes (a) optical micrograph (b) SEM micrograph Figure 6. Optical micrographs of the bonding interface of the samples diffusion bonded at 560 C with 3 MPa for 60 minutes (a) optical micrograph (b) SEM micrograph 461

Microhardness (HV0,1) The Effect of Processing Time on the Diffusion Sigma 29, 457-464, 2011 Figure 7. Optical micrographs of the bonding interface of the samples diffusion bonded at 560 C with 3 MPa for 90 minutes (a) optical micrograph (b) SEM micrograph Figure 8 shows the microhardness profiles of the bonded materials through the bonding interface. Because the diffusion bonding process didn t cause inhomogeneous distribution of the reinforcement particles or segregation, a significant change didn t occur in the microhardness value through the bonding interface to the base materials. 110 105 100 95 90 85 80 75 Al MMC 380 Al 70-750 -600-450 -300-150 0 150 300 450 600 750 30 min 60 min 90 min Distance from the interface (µm) Figure 8. Microhardness values of the bonded specimens through the interface To calculate the shear strength 3 bonded samples were tested for each bonding condition. The results were given as the average of these 3 test values. The shear strength of the joints bonded at 560 C under 3 MPa pressure for 30-60 and 90 minutes were found 56 MPa, 67 MPa and 93 MPa, respectively. The results can be seen in Figure 9. 462

Shear Strength (MPa) H. Mollaoğlu Altuner, A. Topuz Sigma 29, 457-464, 2011 100 80 93 60 40 20 56 67 0 30 60 90 Bonding time (minutes) Figure 9. Shear test results of the bonded specimens for different bonding times It is generally considered that sound bonding is achieved when the bonding line at the interface is undetectable. Eliminations of the bonding line and the gaps at the interface, results higher bonding strengths [11]. As compatible with these phenomena, the mechanical and metallographic investigations showed that the lowest shear strength (56 MPa) value belongs to the joints that have gaps at the bonding interface. These joints were bonded for 30 minutes. Results showed that the mechanical strength increased while the holding time increased. The joint bonded for 90 minutes which has the smoothest bonding interface exhibited the highest shear strength (93 MPa). As it can be inferred from the results, bonding time has a significant effect on the bonding strength. 4. CONCLUSION Following conclusions can be drawn from this study is as follow: 380 Al alloy-al/sicp-mmc material couple were successfully diffusion bonded for all holding times at 560ºC bonding temperature. Bonding time affects the microstructure of the joint interface. While the bonding line of the joint bonded for 30 minutes was clearly detectable, it disappeared gradually with increasing holding time. No gaps or unbonded areas were found at the joint interface bonded for 90 minutes. Diffusion bonding of the samples at 560ºC for 30-90 minutes didn t cause the inhomogeneous distribution of the SiC particles or segregations at the interface. Consequently, no significant change occurred in the microhardness value of the materials through the bonding interface to the base materials. The shear strengths of the specimens which were diffusion bonded at 560ºC with 3 MPa for 30-60 and 90 minutes show that when the bonding time increases the bonding strength increases, too. The bonding time has a significant effect on the diffusion bonding. 463

The Effect of Processing Time on the Diffusion Sigma 29, 457-464, 2011 REFERENCES / KAYNAKLAR [1] Hauter G., Mayer H.G., Diffusion Bonding of Superalloy for Gas Turbines, Proc. Conf. on High Temperature Alloys For Gas Turbines, Belgium, October (1982), Riedel Publishing Co Netherlands. [2] Fundamentals of Diffusion Bonding ASM Handbook Volume 6, Welding and Brazing and Soldering, ASM International, 516-525, 1993. [3] Daglilar S., Topuz A., Diffusion Welding of Stainless Steel With an Al-Mg-Si alloy, Practical Metallography, 10, 496-505, 1995. [4] Ellis MBD. Joining of Al-based Metal Matrix Composites- A Review, Materials and Manufacturing Processes, 11, 1, 45 66, 1996. [5] Zhang X.P., Ye l., Mai W.Y., et.al., Investigation on Diffusion Bonding Characteristics of SiC Particle Reinforced Aluminum Metal Matrix Composites (Al/SiCp MMC) Composites. Part A: Appl. Sci.Manuf. 30, 12, 1415 1421, 1999. [6] Urena A., Gomez de Salazar J.M., Escalera M.D., Diffusion Bonding of Discontinuously Reinforced SiCp/Al Matrix Composites: The Role of Interlayers Key Eng. Mater., 104 107, 523-540, 1995. [7] Maity J., Pal T.K., Maiti R., Transient Liquid Phase Diffusion Bonding of 6061-15wt% SiCp in Argon Environment, Journal of Materials Processing Technology, 209, 3568-3580, 2009. [8] Shirzadi A.A., Wallach E.R., New Approaches For Transient Liquid Phase Diffusion Bonding Of Aluminium Based Metal Matrix Composites, Mater. Sci. Technol. 13, 135 142, 1997. [9] Zhao M.J., Chen L.Q., Bi J., Effect of Interlayer on Properties of Diffusion Bonded Silicon Carbide Particulate-Reinforced Aluminum Composites, Journal of Materials Science Letters, 18, 205-2006, 1999. [10] Muratoglu M., Yilmaz O., Aksoy M., Investigation on Diffusion Bonding Characteristics of Aluminum Metal Matrix Composites (Al/SiCp) with Pure Aluminum for Different Heat Treatments, Journal of Materials Processing Technology 178, 211-217, 2006. [11] Nami, H., Halvaee, A., Adgi, H., et al., Investigations on Microstructure and Mechanical Properties of Diffusion Bonded Al/Mg 2 Si Metal Matrix Composite Using Copper Interlayer, Journal of Materials Processing Technology, 210, 1282-1289, 2010. 464