$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Yıl: 2023 Cilt: 7 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 101 - 112 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.46460/ijiea.1227533 İndeks Tarihi: 04-08-2023
$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Öz: Üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olması nedeniyle, otomotiv ve savunma sanayii gibi mühendislik alanlarında kullanılan kompozit malzemeler bir çok yöntemle üretilmektedirler. Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen toz esaslı kompozitlerin şekil verme üstünlükleri yanında, üretim sırasındaki sayıca daha az olan problemler bu yöntemi daha çekici kılmaktadır. Matris olarak seçilen AA2024 alüminyum alaşımı, bakır ile alaşımlandırıldığı için yüksek dayanım/ağırlık oranına sahip olması nedeniyle havacılık ve otomotiv endüstrisinde tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bir çok kullanım alanı olan, yüksek aşınma direncine ve yüksek ısı dayanımına sahip olmasından dolayı Silisyum Karbür (SiC) ve ilave olarak, alüminyum alaşımı (AA2024) ile uygun ara yüzey bağlanma yeteneğine sahip olmasından dolayı Alüminyum Oksit (Al2O3) tercih edilmiştir. Numuneler, farklı katkı oranlarında AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC toz karışımları hazırlanarak, 560 ºC sıcaklıkta, 120 dakika ve 500 MPa basınç altında sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir. Toz metalurjisi yöntemiyle elde edilen AA2024 matrisli $Al_2O_3$ ve SiC takviyeli kompozitlerin mikroyapılarını ve mekanik özelliklerini incelemek amacıyla, SEM görüntülerine ilave olarak, EDS ve XRD analizleri, mikrosertlik, yoğunluk, çekme, korozyon ve darbe testleri yapılmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre, AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC kompozit malzemelerin en iyi çekme ve darbe testi sonuçları, % 2 $Al_2O_3$ ve SiC takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir; daha yüksek takviye oranlarında ise darbe testi değerlerinde düşüşler meydana gelmiştir. $Al_2O_3$ ve SiC takviye oranındaki artışın korozyon direncinin artmasına sebep olduğu ve AA2024 matrisinin hem sertlik ve hem de mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Investigation of Microstructure and Mechanical Properties of $Al_2O_3$ and SiC Reinforced AA2024 Based Composites
Öz: Composite materials used in engineering fields such as the automotive and defense industries are produced by many methods due to their superior mechanical and physical properties. In addition to the advantages of forming powder-based composites produced by the powder metallurgy method, the problems that are less in number during production make this method more attractive. AA2024 aluminum alloy, chosen as the matrix, is preferred in the aerospace and automotive industries due to its high strength/weight ratio as it is alloyed with copper. In this study, Silicon Carbide (SiC) was preferred due to its high wear resistance and high heat resistance, and in addition, Aluminum Oxide (Al2O3) was preferred due to its suitable interface bonding ability with aluminum alloy (AA2024). The samples were produced by hot pressing method at 560 ºC for 120 minutes and under 500 MPa pressure by preparing $AA2024/Al_2O_3$ and AA2024/SiC powder mixtures with different additive ratios. In order to examine the microstructure and mechanical properties of AA2024 matrix $Al_2O_3$ and SiC reinforced composites obtained by powder metallurgy method, in addition to SEM images, EDS and XRD analyzes, microhardness, density, tensile, corrosion and impact tests were performed. According to the test results, the best tensile and impact test results of $AA2024/Al_2O_3$ and AA2024/SiC composite materials were determined in 2% $Al_2O_3$ and SiC reinforced composite materials; At higher reinforcement ratios, there was a decrease in the impact test values. It has been determined that the increase in the $Al_2O_3$ and SiC reinforcement ratio causes an increase in the corrosion resistance and positively affects both the hardness and mechanical properties of the AA2024 matrix.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- [1] Safa, H., Güler, H., Aksoy, M., & Şeker, S. (2020). Al/KNT Nanokompozitlerin Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretimi ve Özelliklerinin Araştırılması, Fırat Üniversitesi Fen Bil. Dergisi, 2020, 32(2), 31-36.
- [2] Şenel, M. C., Üstün, M. (2022). Kuru Sürtünme Altında Al-SiO2 ve Al-ZrO2 Nanokompozitlerin Tribolojik Özelliklerinin Karşılaştırılması, OMÜ Mühendislik Bilimleri ve Teknolojisi Dergisi, 2022, 2(2): 171-184.
- [3] Şenel, M. C., & Üstün, M. (2022). SiO2/ZrO2 Nano Partikül Katkılı Alüminyum Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin ve Mikroyapılarının Karşılaştırılması, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2022, 27(2), 219–232.
- [4] Karslıoğlu, R. (2019). MWCNT Oranının MWCNT ile güçlendirilmiş Al2O3 Matrisli Nanokompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2019, 7(3), 1922–1930.
- [5] Salur, E., Acarer, M., & Nazik, C. (2021). Mekanik Alaşımlama Süresinin Toz Metalurjisi ile Üretilen AA7075 Matrisli Nanokompozit Malzemelerinin Sertliklerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 2021, 11(3), 2218–2231.
- [6] Jena, P.K., Mishra, B., Kumar, K.S., & Bhat, T. B. (2010). An experimental study on the ballistic behavior of some metallic armour materials against 7.62mm deformable projectile, Materials and Design, 31, 3308-3316, 2010
- [7] Rao, R.N., & Das, S. (2011). Effect of SiC content and sliding speed on the wear behaviour of aluminium matrix composites. Mater Des 2011, 32, 1066–1071.
- [8] Karakoç H. Ulutaş A., & Çi̇ni̇ci̇ H. (2020). B4C/SiC/Al2O3 Parçacık Takviyelendirilmiş Alüminyum Sandviç Köpük ile Ramor 500 Zırh Çeliğinin bir araya getirilmesi ve Balistik Performansının Araştırılması, Politeknik Dergisi, 2020, 23(2), 297-310.
- [9] Pul M., & Baydaroğlu V. (2020). B4C/SiC Katkılı Alüminyum Esaslı Kompozitlerin Mekanik Özelliklerin İncelenmesi ve Balistik Performanslarının Modellenmesi, Politeknik Dergisi, 2020, 23(2), 383-392.
- [10] Candan, S. (2009). An investigation on corrosion behaviour of pressure infiltrated Al–Mg alloy/SiCp composites, Corrosion Science, 2009, 51, 1398.
- [11] Yalçın E., & Çanakçı A. (2018). Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen ZA27/Grafen Nanokompozitlerin Korozyon Davranışı, NWSA, 2018, 13(2), 157-164.
- [12] Muthusamy, S., & Pandi, G. (2018). Investigation of mechanical and corrosion properties of AA2024–B4C–TiC hybrid metal matrix composites, Surface Review and Letters, 2018, 25(05).
- [13] Özkan, S. (2007). Alüminyum Matrisli SiC Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Alaşımlama Yöntemiyle Üretimi ve Kuru Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. (Master’s dissertation, Gazi University)
- [14] Hasan H., & Ferhat G. (2010). B4C / Al Kompozitlerin Takviye Hacim Oranına Bağlı Olarak Abrasif Aşınma Davranışlarının İncelenmesi, SDU International Technologic Science, 2(1), 15-21, 2010.
- [15] Karabulut H., Çıtak R., & Çi̇ni̇ci̇ H. (2014). Mekanik Alaşımlama Süresinin Al + % 10 Al2O3 Kompozitlerde Eğme Dayanımına Etkisi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2014, 28(3), 635-643.
- [16] Xiao-min, Z., Jia-kang, Y., & Xin-yu, W. (2012). Microstructure and properties of Al/Si/SiC composites for electronic packaging, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2012, 22, 1686-1692.
- [17] Erturun, V. (2018). Bilyeli öğütmenin metal matrisli kompozitlerin sinterlemesine etkilerinin incelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 2018, 9(1), 255–267.
- [18] Pul, M. (2019). Alüminyum 7075 Matrisli Kompozitlerde SiC, B 4 C Ve TiB 2 Takviye Elemanlarının Mekanik Özelliklere Etkilerinin Karşılaştırılması, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2019, 7, 180-193.
- [19] Şimşek, İ., Yıldırım, M., Tunçay, T., Özyürek, D., & Şimşek, D. (2018). Mekanik Alaşımlama/Öğütme Yöntemi İle Üretilen Al-SiC Kompozitlerin İncelenmesi, NWSA Academic Journals, 13(2), 165–171.
- [20] Gökmeşe, H., & Karadağ, H. B. (2018). Toz Metal AA 2014-SiC-B4C Kompozit/Hibrit Malzemelerinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 2018, 6(2), 385–398.
- [21] Şap, E. (2021). Microstructure and Hardness Properties of Reinforced Copper-Based Composite Materials, Journal of the Institute of Science and Technology, 2021, 11(1), 590-598.
- [22] Şenel, M. C., Gürbüz, M., & Koç, E. (2018). Toz Metalürjisi Metoduyla Üretilen Al-Si3 N4 Metal Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Alüminyum-Grafen Kompozit Yapılarda Çekme Dayanımının, Aşınma Direncinin ve Mikroyapının İncelenmesi, Mühendis ve Makine, 2018, 59 (693), 33-46.
- [23] Can Şenel, M., Gürbüz, M., & Koç, E. (2018). Alüminyum-Grafen Kompozit Yapılarda Çekme Dayanımının, Aşınma Direncinin ve Mikroyapının İncelenmesi, In SETSCI Conference Indexing System, 2018, 3, 144-149.
- [24] M., Bayar, H., Subaşi, M., & Karataş, Ç., (2015). SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit. In Gazi University Journal of Science GU J Sci Part C, 2015, 3(4), 603-612.
- [25] Karacif, K., & Karabulut, H. (2020). Alümina Takviyeli Alüminyum Esaslı Kompozit Malzemelerin Polipirol ile Kaplanması ve Korozyon Davranışının İncelenmesi. Afyon Kocatepe University Journal of Sciences and Engineering, 2020, 20(1), 118–128.
- [26] Karacif, K., Karabulut, H., & Çıtak, R. (2019). Al2O3 Takviyeli Alüminyum Esaslı Kompozit Malzemelerde Mekanik Alaşımlama Süresinin Korozyon Davranışına Etkilerinin İncelenmesi, Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi, 2019, 11(2), 576-583.
- [27] Kösedağ, E., & Ekici, R. (2019). Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitlerin Darbe Davranışları Üzerine Bir Derleme, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2019, 8 (1), 384-393.
APA | ÇALIGÜLÜ U, ÇANAKÇI A, turkmen m, DARCAN N, KAÇMIŞ M (2023). $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. , 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
Chicago | ÇALIGÜLÜ UGUR,ÇANAKÇI Aykut,turkmen mustafa,DARCAN Nida,KAÇMIŞ Muhammet Vahittin $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. (2023): 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
MLA | ÇALIGÜLÜ UGUR,ÇANAKÇI Aykut,turkmen mustafa,DARCAN Nida,KAÇMIŞ Muhammet Vahittin $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. , 2023, ss.101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
AMA | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. . 2023; 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
Vancouver | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. . 2023; 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
IEEE | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M "$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi." , ss.101 - 112, 2023. 10.46460/ijiea.1227533 |
ISNAD | ÇALIGÜLÜ, UGUR vd. "$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi". (2023), 101-112. https://doi.org/10.46460/ijiea.1227533 |
APA | ÇALIGÜLÜ U, ÇANAKÇI A, turkmen m, DARCAN N, KAÇMIŞ M (2023). $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications, 7(1), 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
Chicago | ÇALIGÜLÜ UGUR,ÇANAKÇI Aykut,turkmen mustafa,DARCAN Nida,KAÇMIŞ Muhammet Vahittin $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications 7, no.1 (2023): 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
MLA | ÇALIGÜLÜ UGUR,ÇANAKÇI Aykut,turkmen mustafa,DARCAN Nida,KAÇMIŞ Muhammet Vahittin $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications, vol.7, no.1, 2023, ss.101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
AMA | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications. 2023; 7(1): 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
Vancouver | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M $Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications. 2023; 7(1): 101 - 112. 10.46460/ijiea.1227533 |
IEEE | ÇALIGÜLÜ U,ÇANAKÇI A,turkmen m,DARCAN N,KAÇMIŞ M "$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi." International Journal of Innovative Engineering Applications, 7, ss.101 - 112, 2023. 10.46460/ijiea.1227533 |
ISNAD | ÇALIGÜLÜ, UGUR vd. "$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi". International Journal of Innovative Engineering Applications 7/1 (2023), 101-112. https://doi.org/10.46460/ijiea.1227533 |