Grafit ve sic takviyeli ZA 27 hibrit kompozit malzemelerin ısıl işleminin aşınma davranışına etkisi

Abstract

Anahtar kelimeler: Çinko-Alüminyum alaşımları, ZA-27, Metal Matriksli Kompozit, Isıl işlem, Mikro yapı, Aşınma ve SürtünmeBu çalışmada, üstün yatak performansına sahip, ZA 27 alaşımının, %2,5-5-7,5-10 grafit takviyeli kompozitlerinin (GTK), %10 SiC takviyeli kompozitin (STK), %10 SiC ve %2,5-5-7,5-10 grafit takviyeli hibrit kompozit malzemelerin (HKM) döküm hallerine uygulanacak ısıl işlem sonrası aşınma davranışlarının geliştirilmesi amaçlanmıştır.Döküm ve ısıl işlem sonrası mikro yapıda meydana gelen değişimler optik mikroskop ve SEM çalışmaları ile incelenmiştir. Isıl işlem sonrasında mikro yapı homojenleştiği görülmüştür.Sertlik ölçümünde, Brinell (HB) / Wickers (HV) sertlik yöntemleri kullanılarak döküm ve ısıl işlemli hallerinin sertlik ölçümleri yapılmıştır. Yapılan Brinell sertlik ölçümlerinde %5 grafit takviyesine kadar kompozit malzemenin sertliğinin arttığı ve %7,5 ve 10 grafit takviyelerinde azaldığı saptanmıştır.Aşınma deneyleri 5 N sabit yük altında, 500 m mesafede ve 0,5-1- 2 m/s hızlarında pin on disk yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aşınma deneyleri sonucunda numunelerin döküm ve ısıl işlemli hallerinin sürtünme katsayılarındaki değişim ve ağırlık kayıpları ölçülmüştür Aşınma sonrasında yüzeyde oluşan aşınma izleri SEM yardımıyla incelenmiştir. Döküm ve ısıl işlem sonrası numunelerin aşınma deneylerinde çinko-alüminyum alaşımına yapılan grafit, SiC ve SiC+grafit ilavesi ile ağırlık kayıplarında düşmenin meydana geldiği görülmüştür. Döküm ve ısıl işlemli %10 SiC+%7,5 grafit ve %10 SiC + %10 grafit ilaveli hibrit kompozit malzemelerin aşınma kayıplarının en az gerçekleşmiş olduğu tespit edilmiştir. Çinko-alüminyum alaşımına yapılan SiC ilavesi ile sürtünme katsayısında artış meydana geldiği ilave edilen grafit takviyesiyle sürtünme katsayısının düştüğü belirlenmiştir.

Key Words: Zinc-Aluminum alloys, ZA-27, Metal Matrix Composites, Heat Treatment, Micro Structure, Wear and FrictionThe aim of study is to enhance the wear behavior of ZA-27 alloy, 2.5-5-7.5-10 % graphite reinforced composites (GRC), 10 % SiC reinforced composites (SRC), 10 % SiC and 2.5-5-7.5-10 % graphite reinforced hybrid composite materials (HCM) via heat treatment techniques.The microstructural changes after casting and heat treatment processes were investigated via optical microscopy and scanning electron microscopy techniques. A homogenous microstructure was obtained after heat treatment processes.Brinell (HB) and Wickers (HV) hardness test methods were used for the samples produced via casting and heat treatment processes. It was found that the hardness values of the composites were increased with increasing graphite reinforcement till to 5 % while decreased with increasing graphite reinforcement till to 7.5 % and 10 %.Wear tests were performed under 5 N load, within a distance of 500 m and by using 0.5, 1 and 2 m/s via pin on disc methods. The changes in the friction coefficient and mass losses were measured for the samples produced by casting and heat treatment processes. The worn surfaces of the composites were also investigated via scanning electron microscopy techniques. It was found that mass losses were decreased after reinforcing the zinc-aluminum alloy with graphite, SiC and SiC + graphite. The minimum mass losses were obtained with 10% SiC + 7.5 % and 10 % SiC + 10 % graphite reinforced composites. It was also found that the friction coefficient of the composites were increased with increasing SiC reinforcing while decreased with increasing graphite reinforcing.