Yapısal uygulamalar için alüminyum esaslı malzemelerin toz metalurjisi kullanılarak geliştirilmesi

Anahtar kelimeler: Alüminyum, toz metalurjisi, alaşım, sinterleme, metal tozları Bu çalışmanın amacı, toz formunda element olarak karıştırılarak hazırlanan Al5Cu, Al5Cu0.5Mg, Al15Si5Cu2.5Mg ve Al15Si5Cu2.5MgTi toz metalurjisi (T/M) alaşımlarının sinterlenebilme, mikroyapı ve mekaniksel özelliklerinin araştırılarak otomobil endüstrisinde araçların dış kaporta bölümlerinde kullanılabilir malzemelerin geliştirilmesidir. Yüksek safiyette alüminyum (Al) ve bakır (Cu) gibi yerli metal tozu üreticilerinden temin edilen alaşım ana elementleri bir dizi T/M hazırlık süreçlerini takiben dikdörtgen şekilli 33.5 x 13.5 x 3 mm3 boyutlarında tek yönlü kalıp içerisinde preslenerek farklı sıcaklık ve sürelerde azot atmosferi altında sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelerin mekaniksel davranışları ile kimyasal kompozisyon, mikroyapı ve sinterleme yöntemi arasındaki ilişkiler incelenerek optimum dayanım için gerekli değerler ortaya konmuştur. Dayanımın belirlenmesinde 3 nokta eğme testindeki akma dayanımı verileri ve sertlik değerleri esas alınmıştır. Bu çalışma ile mikro-alaşımlama tekniği kullanılarak herhangi bir sinter ve yağlayıcı katkısı kullanmaksızın saf Al tozlarından preslenmesi ve sinterlenmesi ile elde edilen yapıların mukavemet değerlerinin yaklaşık 5 kat ve sertlik değerlerinin ise 2 kat oranında arttırılabileceği görülmüştür. Saf Al tozlarından elde edilen numunelerin sinterleme sonrası mukavemet değerleri 84 MPa`dan ağırlıkça %5 Cu ilaveli Al5Cu alaşımı için 294 MPa değerine yükselmiştir. Mikro-alaşımlama ile Al5Cu içerisine ağırlıkça % 0,5 Mg tozlarının ilave edilmesi ile elde edilen yeni Al5Cu0.5Mg alaşımı için ise bu değer 466 MPa`a yükselmiştir. Al5Cu0.5Mg için üç nokta eğme testi sonrası numunelerin kırılmaması bu alaşımın plastik deformasyon kabiliyetlerinin de yüksek olduğu görülmüştür. Yapılan çalışma ile Al esaslı T/M alaşımları kolay ve seri imalata uygun yöntemlerle yüksek mukavemet ve sertlik değerlerinde elde edilebileceği gösterilmiştir. Bu alaşımların yapısal malzeme olarak özellikle otomotiv sektöründe kullanılabileceği düşünülmektedir.