TiC/316L kompozit tozların mekanik alaşımlama yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

Bu çalışmanın amacı TiC/316L kompozit tozlarını mekanik alaşımlama yöntemi ile farklı takviye oranlarında ( ağ. %0, 1, 3, 10 ) ve öğütme sürelerinde ( 0, 1, 3, 5, 7 ve 10 saat) üretmek, karakterize etmek ve toz metalurjik yöntemlere uygunluğu belirlemektir. Tozların morfolojik karakterizasyonu SEM analizi ile yapılmıştır. Tozların küresel şekli kısa öğütme sürelerinde korunmakta iken öğütme süresinin artması ile pulsu yapıya dönüşmüştür. 5-7 saat öğütme sürelerinde soğuk kaynaklanma ve plastik deformasyon etkisi ile 200-300 nm kalınlığında ve ortalama 40 µm parçacık boyutlarında pulsu toz üretilmiştir. Tüm tozlarda 10 saat sonunda aşırı pekleşmeye bağlı olarak küçük ve düzensiz parçacık oluşumu artmıştır. Üretilen tozların kristalografik karakterizasyonu XRD analizi ile yapılmıştır ve tozların kristalit boyutu , kafes mikro-gerinimi ve dislokasyon yoğunluğu özellikleri belirlenmiştir. Öğütme süresinin ve takviye oranının artması ile kristalit boyutu düşmüş , kafes mikro-gerinimi ile dislokasyon yoğunluğu değerleri artmıştır. Tüm gruplar arasında en düşük kristalit boyutu (8 nm), en yüksek kafes mikro-gerinimi (%1.01) ve yine en yüksek dislokasyon yoğunluğu (13.55*1015 çizgi/m2) %3 TiC takviyeli ve 10 saat öğütülmüş tozlarda elde edilmiştir. X-Işını kırınım desenleri incelendiğinde TiC parçacıklarının matris içerisinde homojen dağılımı için 3 saatlik öğütme süresinin yeterli olduğu görülmüştür. Tozların kristalografik karakterizasyonundan sonra mikrosertlik değerlerine bakılmıştır ve beklendiği gibi en yüksek sertlik değeri, en yüksek takviye oranına ve öğütme süresine sahip olan %10 TiC takviyeli 10 saat öğütülmüş toz grubunda elde edilmiştir (1082 HV). Bunun yanında toz enjeksiyon kalıplama yönteminde hammadde olarak kullanılabilen bu tozlar bir bağlayıcı yardımı ile besleme stoğu haline getirilmiş ve enjeksiyon kalıplanabilirliğinin belirlenebilmesi için reolojik karakterizasyonu yapılmıştır. Reoloji deneyleri sonucunda elde edilen kayma gerilimi ve kayma hızı verilerine basit lineer regresyon analizi yapılarak besleme stoklarının akış davranış indeksleri belirlenmiştir. Öğütülmemiş olan tozların hepsi enjeksiyon kalıplama yöntemine uygun karakteristik özellikler sergilerken özellikle pulsu toz oluşumu sonrasında akış özelliklerinin olumsuz yönde etkilendiği saptanmıştır. Öğütme süresinin maksimum olduğu 10 saat sonrasında ise toz boyutu tekrar küçüldüğünden öğütülmemiş tozların akış özelliklerine benzer davranış sergilemiştir. Sonuç olarak toz enjeksiyon kalıplama besleme stoğuna uygun kompozit toz üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca literatürde yapılan çalışmalar dikkate alındığında, üretilen bu kompozit tozların diğer üretim yöntemlerinden olan geleneksel soğuk-sıcak pres ve modern üretim tekniklerinden olan eklemeli üretime uygun olduğu belirlenmiştir.