Erimiş tuz içinde B4C ve WC parçacık takviyeli AlCuMg kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu

Son dönemlerde endüstride dikkate değer bir rol oynayan üretim yöntemlerinden biri, toz metalurjisi ile üretilen AlCuMg alaşımlarıdır. Bu yöntem, alaşımın kimyasal kompozisyonunun hassas bir şekilde kontrol edilmesine olanak tanır. Toz metalurjisi, geleneksel üretim yöntemlerine alternatif olarak ortaya çıkmış ve döküm, talaşlı imalat, sıcak ve soğuk presleme gibi süreçlere avantajlar sunmuştur. Bu yöntemle elde edilen kompozit malzemeler, malzeme özelliklerini geliştirerek aşınma direnci, korozyon direnci, yüzey sürtünmesi ve yüzey gerilimlerini artırma potansiyeline sahiptir. Özellikle hafiflik ve sağlamlık oranı bakımından başarılı olan AlCuMg alaşımları, toz metalurjisi yöntemi ile üretilerek çok iyi mekanik özelliklere sahip kompozit malzemelerin elde edilmesine imkan tanımaktadır. Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi kullanılarak AlCuMg toz karışımına, farklı ağırlıklarda (%5; 10 ve 15) B4C ve WC parçacıkları eklenmiş ve ayrıca hem B4C hem de WC takviyesi yapılarak kompozit numuneler üretilmiştir. Üretim sürecinde, tozlar üç boyutlu turbula ile 1 saat süreyle karıştırılmış ve ardından soğuk presleme işlemine tabi tutulmuştur. Soğuk presleme işlemi sırasında 600 MPa basınç uygulanmıştır. Preslenen numuneler, atmosfer kontrollü ısıl işlem fırınında argon atmosferinde 600℃ sıcaklıkta 3 saat boyunca sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen numunelerin mikroyapıları, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş, içyapılardaki fazlar ise X-ışını kırınımı (XRD) yöntemi analizi ile belirlenmiştir. Ayrıca, numunelerin sertlik değerleri mikrosertlik analizi ile ölçülmüştür. SEM analiz sonuçları, B4C ve WC parçacıklarının içyapıda homojen bir şekilde dağıldığını ve bu dağılımın üç boyutlu turbulanslı karıştırma ve sinterleme işleminden kaynaklandığını göstermektedir. XRD analizi, Al2CuMg, AlCuMg, AlB12, MgB4, B4C ve CuAl2 fazlarının oluştuğunu ve Al2CuMg ile AlCuMg fazlarının baskın olduğunu göstermiştir. Mikrosertlik analizi sonuçlarına göre, B4C ve WC takviye oranları arttıkça sertlik değerlerinde bir artış gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmalar, %10 B4C ve %10 WC ilavesine sahip numunelerin en yüksek sertlik değerine (192 HV0,1) ulaştığını ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, toz metalurjisi yöntemi ile üretilen B4C ve WC takviyeli AlCuMg kompozitlerin mekanik ve mikro yapısal özelliklerinin kontrol edilebilir bir şekilde geliştirilebileceğini ve endüstriyel uygulamalarda kullanım potansiyeli taşıdığını göstermektedir.