SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri

SUBAŞI, MEHMET; BAYAR, Harun; KARATAŞ, Çetin

SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri

Harun BAYAR, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Mehmet SUBAŞI, (Gazi Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü, Ankara, Türkiye)

Çetin KARATAŞ (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji

5 0

Yıl: 2015 Cilt: 3 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 603 - 612 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri

Öz:

Bu çalışmada, SiC parçacık takviyeli vetakviyesiz alüminyum metalmatrisli kompozit malzemelerin yüksek basınçlı dökümle üretilebilirliği ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Etial 171 alüminyum alaşımı 64 μm boyutuna sahip hacimce %10 oranında SiC parçacıklar ile takviye edilmiştir. Çekme ve Charpy çentik deney numuneleri için metal enjeksiyon kalıbı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Numuneler 50, 100, 150, 200, 250 kg/cm2 olmak üzere beş farklı enjeksiyon basıncında dökülmüştür. Üretilen numunelerin çekme ve Charpy çentik darbe özellikleri, sertlik değerleri, mikroyapı ve gözenek oranları analiz edilmiştir. SiC parçacık ilavesi ile kompozit numunelerin sertliği artarken darbe tokluğu, akma mukavemeti ve çekme mukavemeti değerlerinin düştüğü ve aynı zamanda SiC ilavesi enjeksiyon basıncının artışına ve gözenek miktarının azalmasına katkı sağlamıştır.

Anahtar Kelime:

Öz:

In this study, producibility of aluminum metal matrix composite materilas with and without SiC particles by high pressure die-casting and their mechanical properties have been investigated. Etial 171 aluminum matrix was reinforced by adding 10% wt SiC particles with size of 64 µm. Metal injection molds were designed and fabricated for tensile and Charpy notch tests. Specimens were casted at five different injection pressures of 50, 100, 150, 200, 250 kg/cm2. The tensile and charpy notch impact properties, hardness values, microstructure and porosity ratio of produced specimens were analyzed. By adding SiC particles to composite, while the hardness was increased, impact toughness, yield and tensile strength decreased. It was also determined that SiC addition results in injection pressure increase and less porosity.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Ji, S., Yan, F. and Fan, Z., "Development of a high strength AlMg2SiMgZn based alloy for high pressure die casting", Materials Science and Engineering: A, 626, 165-74, 2015.
[2] Long, A., Thornhill, D., Armstrong, C. and Watson, D., "Predicting die life from die temperature for high pressure dies casting aluminium alloy", Applied Thermal Engineering, 44, 100-107, 2012.
[3] Surappa, M.K., "Aluminium matrix composites: Challenges and opportunities", Sadhana, 28, 319-334, 2003.
[4] Diler, E.A. ve İpek, R., "Partikül Takviyeli Kompozitlerde Faktör Etkileşimlerinin Mekanik Özellikler Üzerindeki Etkisi", Mühendis ve Makine, 55, 24-30, 2014.
[5] Schwankl, M., Rübner, M., Flössel, M., Gebhardt, S., Michaelis, A., Singer, R.F., et al. "Active functionality of piezoceramic modules integrated in aluminum high pressure die castings", Sensors and Actuators A: Physical, 207, 84-90, 2014.
[6] Li, X., Xiong, S.M., Guo, Z., "On the porosity induced by externally solidified crystals in highpressure die-cast of AM60B alloy and its effect on crack initiation and propagation", Materials Science and Engineering: A, 633, 35-41, 2015.
[7] Shi, J., Pries, H., Stammen, E., Dilger, K., "Chemical pretreatment and adhesive bonding properties of high-pressure die cast aluminum alloy: AlSi10MnMg", International Journal of Adhesion and Adhesives, 61, 112-121, 2015.
[8] Özkan, S., "Alüminyum Matriksli SiC Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Alaşımlama Yöntemiyle Üretimi ve Kuru Aşınma Davranışlarının İncelenmesi", Yüksek Lisans Tezi, Gazi Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,2007.
[9] Ekici, R., "Alüminyum Esaslı SiC Partikül Takviyeli Metal Matriksli Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışlarının İncelenmesi", Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004.
[10] Turk Standartları Enstitüsü,"Metalik malzemeler- Çekme deneyi", 1996.
[11] Kaynak, C., Boylu, S., "Effects of SiC particulates on the fatigue behaviour of an Al-alloy matrix composite", Materials & Design, 27, 776-782, 2006.
[12] Shan, D. and Nayeb-Hasemi, H., "Fatigue-life prediction of SiC aluminum composite using a Weilbull model", NDT&E International, 32, 265-274, 1999.
[13] Lu, Y.X., Meng, X.M., Lee, C.S., Li, R.K.Y., Huang, C.G., Lai, J.K.L., "Microstructure and mechanical behaviour of a SiC particles reinforced Al5Cu composite under dynamic loading", Journal of Materials Processing Technology, 94,175-178, 1999.
[14] Bekheet, N.E., Gadelrab, R.M., Salah, M.F., Abd ElAzim A.N., "The effects of aging on the hardness and fatigue behavior of 2024 Al alloy/SiC composites", Materials & Design, 23,153-159, 2002.
[15] Dong, S.L., Mao, J.F., Yang, D.Z., Cui, Y.X., Jiang, L.T., "Age-hardening behavior of a SiCw/Al-Li-CuMg-Zr composite", Materials Science and Engineering: A, 327,213-223, 2002.
[16] ASTM,"Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials", American National Standard.
[17] Ganesh, V.V., Chawla, N., "Effect of particle orientation anisotropy on the tensile behavior of metal matrix composites: experiments and microstructure-based simulation", Materials Science and Engineering: A, 391, 342-353, 2005.
[18] Milan, M.T., Bowen, P., "Tensile and fracture toughness properties of SiCp reinforced Al alloys: Effects of particle size, particle volume fraction, and matrix strength", J of Materi Eng and Perform, 13, 775-783, 2004.
[19] Chawla, N., Jones, J.W., Andres, C., Allison, J.E., "Effect of SiC volume fraction and particle size on the fatigue resistance of a 2080 Al/SiC p composite", Metall and Mat Trans A, 29, 2843-2854, 1998.
[20] Narayanasamy, R., Ramesh, T., Prabhakar, M., "Effect of particle size of SiC in aluminium matrix on workability and strain hardening behaviour of P/M composite", Materials Science and Engineering: A, 504, 13-23, 2009.
[21] Hall, J.N., Wayne Jones J., Sachdev, A.K., "Particle size, volume fraction and matrix strength effects on fatigue behavior and particle fracture in 2124 aluminum-SiCp composites", Materials Science and Engineering: A,183, 69-80, 1994.
[22] Song, M., "Effects of volume fraction of SiC particles on mechanical properties of SiC/Al composites", Transactions of Nonferrous Metals Society of China,19,1400-1404, 2009.
[23] Liu, Z.Y., Wang, Q.Z., Xiao, B.L., Ma, Z.Y., "Clustering model on the tensile strength of PM processed SiCp/Al composites" Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 41,1686-1692, 2010.
[24] Slipenyuk, A., Kuprin, V., Milman, Y., Spowart, J.E., Miracle, D.B., "The effect of matrix to reinforcement particle size ratio (PSR) on the microstructure and mechanical properties of a P/M processed AlCuMn/SiCp MMC", Materials Science and Engineering: A, 381, 165-170, 2004.
[25] Özdin, K., "Alüminyum Esaslı SiC Takviyeli Kompozitlerin Üretimi Ve Aşınma Özelliklerinin Araştırılması", Doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.

APA	BAYAR H, SUBAŞI M, KARATAŞ Ç (2015). SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. , 603 - 612.
Chicago	BAYAR Harun,SUBAŞI MEHMET,KARATAŞ Çetin SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. (2015): 603 - 612.
MLA	BAYAR Harun,SUBAŞI MEHMET,KARATAŞ Çetin SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. , 2015, ss.603 - 612.
AMA	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. . 2015; 603 - 612.
Vancouver	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. . 2015; 603 - 612.
IEEE	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç "SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri." , ss.603 - 612, 2015.
ISNAD	BAYAR, Harun vd. "SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri". (2015), 603-612.

APA	BAYAR H, SUBAŞI M, KARATAŞ Ç (2015). SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 3(4), 603 - 612.
Chicago	BAYAR Harun,SUBAŞI MEHMET,KARATAŞ Çetin SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 3, no.4 (2015): 603 - 612.
MLA	BAYAR Harun,SUBAŞI MEHMET,KARATAŞ Çetin SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.3, no.4, 2015, ss.603 - 612.
AMA	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2015; 3(4): 603 - 612.
Vancouver	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2015; 3(4): 603 - 612.
IEEE	BAYAR H,SUBAŞI M,KARATAŞ Ç "SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 3, ss.603 - 612, 2015.
ISNAD	BAYAR, Harun vd. "SiC Takviyeli Alüminyum Alaşım Matrisli Kompozit Malzemenin Yüksek Basınçlı Kalıp Dökümü ve Mekanik Özellikleri". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 3/4 (2015), 603-612.