Geri Dön

İndüksiyonla sıcak işlemin grafen ve/veya Si3N4/B4C takviyeli Al6061 esaslı kompozitlerin mekanik, tribolojik özelliklerine ve mikroyapısına olan etkisi

Effect of hot treatment by induction on the mechanical, tribological properties and microstructure of graphene and/or Si3N4/B4C reinforced Al6061 based composites

PDF İndir

  1. Tez No: 713660
  2. Yazar: MEHMETHAN DEMİR
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT CAN ŞENEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Makine Mühendisliği, Engineering Sciences, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Alüminyum matrisli kompozitler, Bor karbür, Grafen, Metal matrisli kompozitler, Silisyum nitrür, Toz metalurjisi, Aluminum matrix composites, Boron carbide, Graphene, Metal matrix composites, Silicon nitride, Powder metallurgy
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasında, toz metalürjisi ve indüksiyonla sıcak presleme yöntemleri kullanılarak ağırlıkça farklı katkı oranlarında (Grafen: %0.15-0.45, B4C: %1-30, Si3N4: %1-12) Al6061-Grafen, Al6061-B4C-Grafen ve Al6061-Si3N4-Grafen kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin yoğunluğu, sertliği, basma dayanımı, aşınma direnci, mikroyapısı ve faz yapısı sırasıyla; Arşimet yoğunluk ölçüm cihazıyla, mikro Vickers sertlik ölçüm cihazıyla, üniversal test makinesiyle, aşınma test cihazıyla, taramalı elektron mikroskobuyla ve X-ışını kırınımı cihazıyla incelenmiştir. Üretilen kompozitlerde; sinterleme işlemi 600 °C sıcaklıkta 60 dk süresince ve indüksiyonla sıcak presleme işlemi ise 500 °C sıcaklıkta 25 MPa basınç altında gerçekleştirilmiştir. Kompozit yapılarda B4C, Si3N4 ve grafen katkı oranının artmasıyla kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin iyileştiği belirlenmiştir. Buna karşın ağırlıkça %9Si3N4 ve/veya %0.15 grafen takviyesinden sonra nanopartiküllerin topaklanması sebebiyle kompozit malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin bozulduğu tespit edilmiştir. Yürütülen testler neticesinde; en yoğun mikroyapı ile en iyi mekanik ve tribolojik özellikler (sertlik, basma dayanımı ve aşınma oranı); sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak presleme işlemi uygulanan Al6061-%0.15Grafen (151 HV, 341 MPa, 8.5x10-8 mm3/Nm), Al6061-%30B4C-%0.15Grafen (238 HV, 510 MPa, 0.8x10-8 mm3/Nm) ve Al6061-%9Si3N4-%0.15Grafen (179 HV, 447 MPa, 6.0x10-8 mm3/Nm) kompozitlerde elde edilmiştir. Sonuç olarak, grafen, B4C ve Si3N4 katkı malzemelerinin belli bir katkı oranına kadar kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Al6061 matrisli kompozitlerde grafenin etkili bir katkı elemanı olduğu görülmüştür. Yürütülen ısıl işlem çalışmaları neticesinde; sinterleme sonrası indüksiyonla sıcak preslenmiş numunelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin yalnızca sinterlenmiş kompozitlere kıyasla ~%15-37 oranında daha iyi olduğunu tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, Al6061-Graphene, Al6061-B4C-Graphene, and Al6061-Si3N4- Graphene composites with various reinforcement rates (0.15-0.45wt.%Graphene, 1-30wt.%B4C, 1-12wt.%Si3N4) were produced using the powder metallurgy and induction hot treated processes. The density, hardness, compressive strength, wear rate, microstructure, and phase structure of the composites were examined by Archimedes density meter device, micro Vickers hardness measurement device, universal testing machine, wear test machine, scanning electron microscope, and X-ray diffraction device, respectively. The sintering process of the fabricated composites was carried out at a temperature of 600 °C for 60 minutes, and the induction hot pressing process was performed under a pressure of 25 MPa at a temperature of 500 °C. It was determined that the mechanical and tribological properties of the composites improved with the increase of B4C, Si3N4, and graphene contents in the composite structures. However, it was detected that the mechanical and tribological properties of composite materials deteriorated due to the agglomeration of nanoparticles after 9%Si3N4 and/or 0.15%graphene contents. As a result of the tests, the densest microstructure, the best mechanical and tribological properties (hardness, compressive strength, and wear rate) were obtained at the sintered and induction heat treated Al6061-0.15%Graphene (151 HV, 341 MPa, 8.5x10-8 mm3/Nm), Al6061-30%B4C-0.15%Graphene (238 HV, 510 MPa, 0.8x10-8 mm3/Nm) and Al6061-9%Si3N4-0.15%Graphene (179 HV, 447 MPa, 6.0x10-8 mm3/Nm) composites. As a result, it was found that the increase in graphene, B4C, and Si3N4 content up to a certain amount improved the mechanical and tribological properties of the composites. It was observed that graphene was an effective reinforcement element for the Al6061 matrix composites. As a result of the heat treatment studies, it was determined that the mechanical and tribological properties of the sintered and induction heat treated composites were enhanced by ~%15 and ~%37, respectively compared to only sintered composites.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    696330

    İndüksiyonla sıcak işlemin grafen/Si3N4 takviyeli Al2024 esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerine ve mikroyapısına olan etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of hot treatment by induction on the mechanical properties and microstructure of graphene/Si3N4 reinforced Al2024 based composites

    ÜMMET MAHMUTOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT CAN ŞENEL

  2. Tez No

    167206

    Free forming of locally induction heated specimens

    İndüksiyon ile bölgesel olarak ısıtılan parçaların şekillendirilmesi

    OYA OKMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF.DR. ERMAN TEKKAYA

  3. Tez No

    201935

    Effects of induction heating parameters on forging billet temperature

    İndüksiyonla ısıtma değişkenlerinin dövme çubuk sıcaklığına etkileri

    İLKER DURUKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA İLHAN GÖKLER

    PROF. DR. HALUK DARENDELİLER

  4. Tez No

    710651

    Modifiye bitüm ve metal atığı içeren bitümlü sıcak karışımların kar/buzla mücadeleye etkisinin ve kendini iyileştirme özelliklerinin araştırılması

    Investigation of the effect of hot mix asphalt containing modified bitümen and metal waste on snow/ice fighting and self-healing properties

    İREMGÜL ATICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKUT YALÇIN

  5. Tez No

    139471

    Semi-solid forming of Al-5083 and A357 aluminum alloys

    Al-5083 ve A357 alüminyum alaşımlarının yarı-katı halde şekillendirilmesi

    SERKAN ALİ ALTINEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ ALTINTAŞ

Geri Dön