Tib2 parçacık takviyeli alüminyum alaşım esaslı kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin belirlenmesi

Askeri, uzay, havacılık, otomotiv ve denizcilik gibi endüstriyel alanlarda gelişen teknoloji ile kompozit malzemeler özel bir öneme sahip olmuştur. Farklı takviye malzemelerinin kullanıldığı Al alaşımı esaslı kompozitler ise hem yüksek dayanım ve aşınma direncine sahip olmalarından hem de hafifliklerinden dolayı pek çok alanda önemli bir potansiyele sahiptir. Yapılan bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi ile hazırlanan ve farklı oranlarda TiB2 seramik parçacık takviyesi içeren saf Al ve Al alaşımı (Al-Zn-Cu-Mg) ana yapılı kompozit numunelerin farklı ısıl işlem şartlarında iç yapı, mekanik ve erozyonlu aşınma özellikleri incelenmiştir. Kullanılan tozların özelliklerini belirleyerek başlanan çalışmalara, toz karışımların sıkıştırılabilirlik özelliklerinin 800 MPa basınç değerine kadar farklı sıkıştırma basınçları uygulanarak incelenmesi ile devam edilmiştir. Daha sonra ise kompozit tozların sıkıştırılabilirlik verileri, doğrusal sıkıştırılabilirlik denklemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu işlemlerin ardından, kompozit numuneler 316 MPa sıkıştırma basıncında ve 590 °C sinterleme sıcaklığında üretilmiştir. Sonrasında ise kompozit malzemelere doğal yaşlandırma, 100, 120 ve 140 °C sıcaklıklarda yapılan yapay yaşlandırma ile tavlama ısıl işlemleri uygulanmıştır. Isıl işlemler tamamlandıktan sonra, TEM, EDS, analitik haritalama ve XIK yardımı ile numunelerin iç yapı özellikleri incelenmiştir. Ayrıca, yaşlandırma ısıl işlemlerinden sonra numunelerin sertlik değişimleri incelenmiş ve zamana bağlı yaşlandırma eğrileri elde edilmiştir. Son olarak ise ana yapı, takviye hacim oranı ve gerçekleştirilen ısıl işlemin, kompozit numunelerin mekanik ve aşınma özellikleri üzerine etkisini görebilmek için üç nokta eğme ve erozyonlu aşınma deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, tüm numuneler için en yüksek sertlik değerlerine 120 °C'de gerçekleştirilen yapay yaşlandırma işlemiyle ve yaklaşık 11. saatte ulaşılmıştır. Üç nokta eğme deneylerinde en yüksek çapraz kırılma dayanım değerine, T6 ısıl işlemi yapılmış Al alaşım numunelerinde ulaşılırken erozyonlu aşınma deneylerinde ise en iyi sonuca tavlanmış takviyesiz saf Al numunelerde ulaşılmıştır. Ayrıca, her iki ana yapıda da artan TiB2 parçacık miktarı ile çapraz kırılma dayanımı ve aşınma dayanımının düştüğü gözlemlenmiştir.