Demir esaslı metal tozlarından geleneksel ve mikrodalga sinterleme yöntemleri ile malzeme üretimi ve özelliklerinin karşılaştırılması

Toz Metalurjisi prosesinin en önemli kademelerinden biri sinterlemedir. Sinterleme, ham kompaktın ısıtılması ile sıkıştırılmış parçacıkların bağlanarak yoğunlaşma sonucu dayanımın arttığı ısıl işlemdir. Kompaktın nihai özelliklerinin kazandırıldığı bu aşama aynı zamanda enerji ve zamanın en çok tüketildiği prosestir. Son yıllarda yapılan çalışmalar toz metalurjisi kompaktların mikrodalga enerjisi ile sinterlenmesi sonucu bu tüketemin azaltılacağı gibi mekanik özelliklerinin de geliştirilebileceğini göstermiştir. Mikrodalga enerjinin olumlu etkilerine odaklanan bu çalışmada tüm mühendislik malzemelerinde en çok tüketilen demir ve demir alaşımları kullanılmıştır. Bu kapsamda, Fe, farklı oranlarda Cu katkılı Fe-Cu, farklı oranlarda bronz alaşımı katkılı Fe-bronz, 316L, farklı oranlarda Cu katkılı 316L-Cu, farklı oranlarda bronz alaşımı katkılı 316L-bronz kompaktlar geleneksel yolla ve mikrodalga enerjisi ile sinterlenmiştir. Farklı bileşimdeki demir esaslı kompaktlara uygulanan bu iki yöntemin mekanik özelliklere etkisinin belirlenebilmesi için 3-nokta eğme deneyi numuneleri kullanılmıştır. Yapılan karakterizasyon çalışmalarında; boyutlandırma ile hacimsel değişim, civa gözenekölçer ile gözeneklilik miktarı, 3-nokta eğme deneyi ile eğme dayanımı ve çökme miktarı, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapısal ve morfolojik özellikler ve enerji dağılım spektrometresi (EDS) ile yapıdaki elementel değişimler belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, mikrodalga enerjisi ile sinterlenmiş demir esaslı kompaktların mekanik özelliklerinin geleneksel yolla sinterlenmiş kompaktlara göre daha üstün olduğunu göstermiştir