Toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiş B4C takviyeli önalaşımlı Al kompozitlerin özellikleri üzerine sinterleme yöntemlerinin etkisi

Bu çalışmada B4C parçacık takviyeli Al-15Si-2,5Cu-0,5Mg matrisli kompozit malzeme üretiminde, geleneksel, mikrodalga ve spark plazma sinterleme yöntemlerinin mikroyapıya, yoğunluk değerlerine, çapraz kırılma dayanımı ve sertlik sonuçlarına etkisi incelenmiştir. Soğuk-pres numuneler 620 MPa basınç uygulanarak tek yönlü presleme tekniğiyle üretilmiştir. 555, 580 ve 605°C sıcaklıklarda geleneksel sinterleme ve mikrodalga sinterleme gerçekleştirilmiştir. Sinterleme sıcaklığında bekleme süreleri ise geleneksel sinterleme için 60 dk., mikrodalga sinterleme için beklemeden (0 dk.), 15, 30, 45 ve 60 dk. olarak uygulanmıştır. Spark plazma sinterlemede ise 50 MPa presleme basıncı, 450°C sinterleme sıcaklığı ve 5 dk. bekleme süresi parametreleri kullanılmıştır. Mikroyapı analizlerinde optik ve taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Yoğunluk ölçümü ASTM-B962-08 standardına göre yapılmıştır. Sertlik değerleri Brinell sertlik metoduna göre ölçülmüştür. Çapraz kırılma testleri ASTM-B528-16 standardına uygun yapılmıştır. Al-15Si-2,5Cu-0,5Mg tozlara diferansiyel termal analiz testi uygulanmıştır. X-ışını kırınımı analizi ile Al-15Si-2,5Cu-0,5Mg numunesi mikroyapısında bulunan element ve bileşikler belirlenmiştir. Al-15Si-2,5Cu-0,5Mg tozlarından üretilen numunenin mikroyapısında elementel-Al, esas alaşım (Al-Si-Cu-Mg), birincil-Si ve θ(CuAl2), β(Mg2Si), γ(Al2CuMg) ikincil fazları belirlenmiştir. Artan parçacık takviye oranıyla gözenek miktarında artış gözlenmiştir. Geleneksel ve mikrodalga sinterleme yöntemlerinde optimum sinterleme sıcaklığı 555°C olarak belirlenmiştir. Spark plazma sinterlemeyle üretilen numunelerde %96'nın üzerinde yoğunluk elde edilmiştir. Sertlik ve çapraz kırılma dayanım sonuçlarına göre mikrodalga sinterlemede optimum değerleri sinterleme sıcaklığında beklenilmeden üretilen numuneler vermiştir.