Yıl: 2019 Cilt: 6 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 175 - 180 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.31202/ecjse.463790 İndeks Tarihi: 16-12-2020

- Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi

Öz:
Bu çalışmada, 3,0 MPa basınç altında, vakum ortamında, gaz basınçlı infiltrasyon yöntemi ile üretilmiş vebünyesinde değişik oranlarda δ-Al2O3 saffil kısa fiber (% 0-30) bulunan Al-12Si (% ağ.) alaşımı (LM13)kullanılmıştır. Literatürde, LM13 alaşımına uygulanan standart T6 ısıl işlemi 515C’de 8 saat çözeltiye alınmave 171C’de 12 saat yaşlandırmadır. Ancak bu kompozitler üzerinde yapılan önceki çalışmalar, T6 yaşlandırmaişleminin yaşlanma esnasında intermetaliklerin çözeltiye alınmasını için uygun olmadığını göstermektedir. Buamaçla, bir önceki çalışmada takviye elemanlarının matris fazı çökelmesi üzerindeki etkisini açıklığakavuşturmak için farklı ısıl işlem parametreleri denenmiştir. Bu çalışmanın amacı ise, -Al2O3 kısa fiberlerin vefarklı yaşlanma ısıl işlem parametrelerinin bu kompozitlerin eğilme dayanımı üzerindeki etkisini incelemektir.Eğme deneylerinde kullanılan numunelerinin ısıl işleminde genel olarak maksimum mikrosertlik değerlerininelde edildiği ısıl işlem parametreleri kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerine üç nokta eğme deneyleriuygulanmış ve numunelerin kırık yüzeyleri ise taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmişlerdir.Optimum yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış her bir kompozit numunelerinin eğme mukavemeti değerleristandart T6 ısıl işlemi uygulanmış olanlarla kıyaslandığında çok daha iyi çıkmıştır. Ayrıca maksimum eğmemukavemeti değerlerinin elde edildiği kompozit malzemelere ait kırık yüzeylerin SEM görüntüsünebakıldığında, kırılan numunelerde fiberlerin matrisle oldukça iyi bir şekilde bağlandığını ve fiberlerin matristensıyrılma olayının minimum olduğu görülmektedir.
Anahtar Kelime:

Effect of Aging Heat Treatment on Bending Strength of -Al2O3 Short Fiber Reinforced LM 13 Aluminum Alloy

Öz:
In this study, -Al2O3 short fibers (0%-30 %) reinforced Al-12Si (wt-%) LM-13 aluminum composites formed by gas pressure infiltration method were used. In the literatüre; the standard aging heat treatment of LM-13 aluminum alloy is given as solutionizing at 515 °C for 8 h. And aging at 171 °C for 12 h. Prior experiments on these composites have shown that this aging treatment was not sufficient to get the intermetallics, that to be precipitated during aging, could not be solved by the standard solution temperatures and times. For this purpose, different heat treatment parameters have been tried to clarify the effect of the reinforcing element on the matrix phase precipitation in these composites. The aim of the work was to study the effect of - Al2O3 short fibers and aging heat treatment on the bending strength of the composites. Unreinforced alloy and the composite samples have subjected to three-point bending tests and the shear strength values were measured. Measurement of bending strength with scanning electron microscopy studies show that the biggest value of bending strength increment for unreinforced and -Al2O3 short fiber reinforced LM13 alloys are very different. Initial studies have shown that the solution take-up temperature of 535 is ideal for maximum bending strength. For this reason, the composites and unreinforced alloy specimens were solution treated at 535 °C temperature for 8, 12, 16 and 20 hours and quenched in water at 20 °C. Aging was carried out at four aging temperatures of 151, 161, 171 and 181°C for a varying time of up to 22 h in air. The results revealed that at the optimized aging heat treatment conditions have given higher bending strength results when compared with standard aging treatment. For example, optimum heat treatment for 30 pct -Al2O3/ Al-12Si composite the optimum heat treatment was recorded as follows; solution treatment at 535°C for 20 hours and artificial aging at 151°C for 14 hours. The fracture surface investigations that performed by secondary electron images by scanning electron microscopy (SEM) showed that the fibers are bonded very well to the matrix and the phenomenon of fiber pull-out from the matrix is minimum at the optimum heat-treated composite samples.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Akbulut H. “Alümina Fiber Takviyeli Al-Si Metal Matriks Kompozitlerin Üretimi Ve MikroyapıÖzellik İlişkilerinin İncelenmesi”. Doktora Tezi. İTÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü (1994)
  • [2] Altunpak Y., Akbulut H., “Aging heat treatment optimization of alumina δ-Al2O3 (Saffil) fiber reinforced LM-13 aluminium based MMC materials” Teknoloji, 2005, 8 (4): 331–339.
  • [3] Chen. K., Chao. C., “Effect of  Alumina Fibers on the Aging Characteristics of 2024-Based Metal-Matrix Composites” Metall.& Mater. Trans. A., 1995, 26A: 1035-1043.
  • [4] Guo J., Yuan X., “The aging behavior of SiC/Gr/6061 Al composite in T4 and T6 treatments” Mater Sci Eng A, 2009, 499: 212-214.
  • [5] Pal S., Mitra R., Bhanuprasad V.V., “Aging behaviour of Al–Cu–Mg alloy-SiC composites” 2008, Mater Sci Eng A, 480: 496-505.
  • [6] Peng J., Li D.H.W., Du J., Xie Y., Liu G., “Study on the yield behavior of Al2O3– SiO2(sf)/Al–Si metal matrix composites” 2008, Mater. Sci. Eng. A, 486: 427-432.
  • [7] S.S. Reihani, “Processing of squeeze cast Al6061–30vol% SiC composites and their characterization” Materials & Design, 2006, 27(3): 216-222.
  • [8] Das D.K., Mishra P.C., Singh S., Pattanaik S., Fabrication and heat treatment of ceramicreinforced aluminium matrix composites - a review, International Journal of Mechanical and Materials Engineering 9(1) (2014) 1-15
  • [9] Hassan S.B., Aponbiede O., Aigbodion V.S., “Precipitation hardening characteristics of Al– Si–Fe/SiC particulate composites” Journal of Alloys and Compounds, 2008, 466(1): 268-272.
  • [10] Altunpak Y., Akbulut H., “Mechanical properties of a squeeze-cast 2124 Al composite reinforced with alumina short fibre” Metall. Res. Technol., 2017, 114: 509.
APA Altunpak Y, Akbulut H (2019). - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. , 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
Chicago Altunpak Yahya,Akbulut Hatem - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. (2019): 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
MLA Altunpak Yahya,Akbulut Hatem - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. , 2019, ss.175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
AMA Altunpak Y,Akbulut H - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. . 2019; 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
Vancouver Altunpak Y,Akbulut H - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. . 2019; 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
IEEE Altunpak Y,Akbulut H "- Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi." , ss.175 - 180, 2019. 10.31202/ecjse.463790
ISNAD Altunpak, Yahya - Akbulut, Hatem. "- Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi". (2019), 175-180. https://doi.org/10.31202/ecjse.463790
APA Altunpak Y, Akbulut H (2019). - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 6(1), 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
Chicago Altunpak Yahya,Akbulut Hatem - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering 6, no.1 (2019): 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
MLA Altunpak Yahya,Akbulut Hatem - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, vol.6, no.1, 2019, ss.175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
AMA Altunpak Y,Akbulut H - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering. 2019; 6(1): 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
Vancouver Altunpak Y,Akbulut H - Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering. 2019; 6(1): 175 - 180. 10.31202/ecjse.463790
IEEE Altunpak Y,Akbulut H "- Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi." El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 6, ss.175 - 180, 2019. 10.31202/ecjse.463790
ISNAD Altunpak, Yahya - Akbulut, Hatem. "- Al2O3 Kısa Fiber Takviyeli LM 13 Alüminyum Alaşımının Eğilme Dayanımına Yaşlandırma Isıl İşleminin Etkisi". El-Cezerî Journal of Science and Engineering 6/1 (2019), 175-180. https://doi.org/10.31202/ecjse.463790