Processing and assessment of aluminum ceramic fiber reinforced metal matrix composite parts for automotive and defense applications

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: GÖKHAN TÜRKYILMAZ

Danışman: ALİ KALKANLI

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasının amacı ekleme döküm yöntemi ile yerel olarak güçlendirilmiş alüminyum metal matris kompozit parçalarının üretilmesi ve silisyum içeriğinin, fiberlerin hacimsel yüzdesinin ve süzdürme sıcaklığının yerel takviye parçaları olan insertlerin mekanik ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesidir. Alaşımların silisyum içeriği kütlece %7 ve %10 olarak belirlenmiştir. Takviye malzemesi olan Saffil fiberler, sırasıyla %20, %25 ve %30 olan üç farklı hacimsel yüzdeye sahiptir. Kompozit numunelerin süzdürme sıcaklıkları 750 °C ve 800 °C olarak belirlenmiştir.Tezin birinci bölümünde, kompozit numunelerin mekanik ve fiziksel özellikleri matris alaşımın silisyum içeriği, süzdürme sıcaklığı ve fiberlerin hacimsel yüzdesi parametrelerine göre belirlenmiştir. Fiberlerin x-ışınları incelemesi fiberlerin genel olarak delta-alümina evresinden oluşmuş olduğu sonucunu vermiş olup, fiberlerin tarama elektron mikroskobu incelemesi de fiberlerin süzdürme işlemi için düzlemsel eş-yönlülük özelliğine sahip olduğu sonucunu vermiştir. Kompozit numunelerin içyapı incelemeleri küçük bir miktar mikro-gözenekle beraber uygun fiber/matris arayüzeyinin oluşturulduğunu göstermiştir. Kompozitlerin bükme testleri, fiberlerin hacimsel yüzdelerinin artmasıyla kompozitlerin bükme dayançlarının arttığını göstermiştir. En yüksek dayanç değeri AlSi10Mg0.8 matrisli, hacimce %30 fiber takviyeli ve 750 °C sıcaklıkta süzdürülmüş kompozit numuneden 880,52 MPa olarak elde edildiğini göstermiştir. Yine sertlik değerleri de Saffil fiberlerin eklenmesiyle artış göstermiş olup, en yüksek sertlik değeri fiber yönelimine paralel olan yerden AlSi10Mg0.8 matrisli, hacimce %30 fiber takviyeli ve 750 °C sıcaklıkta süzdürülmüş kompozit numuneden 191 HB olarak ölçülmüştür. Özkütle ölçümleri içyapıdaki mikro-gözenekleri ve teorik ve deneysel değerler arasında en büyük farka sahip olan numunelerin her iki matris alaşımı AlSi7Mg0.8, AlSi10Mg0.8 için hacimsel olarak %30 Saffil fiber takviye edilmiş kompozitler olduğunu açığa çıkarmıştır.Tezin ikinci bölümünde, ekleme döküm işlemi uygulanmıştır. 750 °C döküm sıcaklığında, iyi bir insert/parça arayüzeyi elde edilmiştir. Görüntü analizleri de insert ve parça arasında önemli bir fiber hasarının meydana gelmediğini göstermiştir.