Fonksiyonel Derecelendirilmiş TiB2/Al Kompozitlerin Abrasif Aşınma Davranışları Üzerine Deneysel Bir Çalışma

Bu çalışma, Fonksiyonel derecelendirilmiş TiB2 takviyeli alüminyum matrisli kompozitlerin üretimi ve abrasif aşınma özelliklerininaraştırılmasına yöneliktir. Kompozitlerin üretiminde, takviye fazının oluşturulması in-situ tekniği ile yapılmış ve kompozitlerin nihaişekillerinin verilmesi ve fonksiyonel olarak derecelendirilmesi savurma döküm tekniği ile yapılmıştır. Üretilen kompozitlerinözelliklerinin araştırılmasında optik, SEM, XRD, sertlik ve abrasif aşınma testleri kullanılmıştır. Çalışmada abrasif aşınma testleri üçfarklı yük (1, 2 ve 3 N), üç farklı hız (1.5, 3.5 ve 5.5 m/s) ve 100 m kayma mesafesinde 350 grid zımpara kağıdı altında yapılmıştır.Yapılan testler sonucunda üretilen kompozitlerin TiB2’ce zengin ve fakir iki farklı bölgeye sahip olduğu görülmüştür. TiB2’ce zenginbölgelerin abrasif aşınma özelliklerinin $TiB_2$’ce fakir bölgelere göre daha iyi olduğu tespit edilmiştir.

An Experimental Study on Abrasive Wear Behavior of Functionally Graded TiB2/Al Composites

In this study, it is aimed to produce functionally graded TiB2 reinforced aluminum matrix composites (FG TiB2/Al) materials and to investigate abrasive wear properties. In the production of composites, the reinforcement phase was formed by in-situ technique and the final shapes and functional grading of the composites were done by centrifugal casting technique. Optical, SEM, XRD, hardness and abrasive wear tests were used to investigate the properties of the composites. In this study, abrasive wear tests were performed under three different loads (1, 2 and 3 N), three different speeds (1.5, 3.5 and 5.5 m / s) and 350 grit sandpaper at 100 m distance. As a result of the tests, it was found that the composites had two different regions which are TiB2-rich and TiB2-poor. Abrasive wear properties of $TiB_2$-rich regions were found to be better than TiB2-poor regions.

___

  • Auradi, V., & Kori, S. A. (2008). Influence of reaction temperature for the manufacturing of Al-3Ti and Al-3B master alloys. Journal of Alloys and Compounds, 453(1–2), 147–156. doi:10.1016/j.jallcom.2006.11.119
  • Ding, W., Xia, T., & Zhao, W. (2014). Performance comparison of Al-Ti master alloys with different microstructures in grain refinement of commercial purity aluminum. Materials, 7(5), 3663–3676. doi:10.3390/ma7053663
  • Fan, Z., Wang, Y., Zhang, Y., Qin, T., Zhou, X. R., Thompson, G. E., … Hashimoto, T. (2015). Grain refining mechanism in the Al/AlTi-B system. Acta Materialia, 84(November), 292–304. doi:10.1016/j.actamat.2014.10.055
  • Ficici, F. (2016). The experimental optimization of abrasive wear resistance model for an in-situ AlB2/Al-4Cu metal matrix composite. Industrial Lubrication and Tribology, 68(6), 632–639. doi:10.1108/ILT-12-2015-0198
  • Forster, M. F., Hamilton, R. W., Dashwood, R. J., & Lee, P. D. (2003). Centrifugal casting of aluminium containing in situ formed TiB2. Materials Science and Technology, 19(9), 1215–1219. doi:10.1179/026708303225005872
  • Gao, Q., Wu, S., Lü, S., Xiong, X., Du, R., & An, P. (2017). Improvement of particles distribution of in-situ 5 vol% TiB2particulates reinforced Al-4.5Cu alloy matrix composites with ultrasonic vibration treatment. Journal of Alloys and Compounds, 692, 1–9. doi:10.1016/j.jallcom.2016.09.013
  • Ko, M. (2006). Abrasive wear of Al 2 O 3 particle reinforced 2024 aluminium alloy composites fabricated by vortex method, 37, 457– 464. doi:10.1016/j.compositesa.2005.05.038
  • Krishnamurthy, K., Ashebre, M., Venkatesh, J., & Suresha, B. (2017). Dry Sliding Wear Behavior of Aluminum 6063 Composites Reinforced with TiB2 Particles. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 05(02), 74–89. doi:10.4236/jmmce.2017.52007
  • Kumar, S., Chakraborty, M., Subramanya Sarma, V., & Murty, B. S. (2008). Tensile and wear behaviour of in situ Al-7Si/TiB2 particulate composites. Wear, 265(1–2), 134–142. doi:10.1016/j.wear.2007.09.007
  • Kumar, S., Sarma, V. S., & Murty, B. S. (2007). Influence of in situ formed TiB2 particles on the abrasive wear behaviour of Al-4Cu alloy. Materials Science and Engineering A, 465(1–2), 160–164. doi:10.1016/j.msea.2007.02.117
  • Kumar, S., Subramaniya Sarma, V., & Murty, B. S. (2010). Functionally graded Al alloy matrix in-situ composites. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, 41(1), 242–254. doi:10.1007/s11661-009-0063-3
  • Kumar, S., Subramanya Sarma, V., & Murty, B. S. (2009). Effect of temperature on the wear behavior of Al-7Si-TiB2 in-situ composites. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, 40(1), 223–231. doi:10.1007/s11661-008-9696-x
  • Lai, M. O., Su, Y., Teo, H. L., & Feng, C. F. (2001). In situ TiB 2 reinforced Al alloy composites, 45, 1017–1023.
  • Lu, L., La, M., & Chen, F. L. (1997). Al-4 wt % Cu COMPOSITE REINFORCED PARTICLES WITH IN-SITU TiB , 45(10).
  • Miracle, D. B. (2005). SCIENCE AND Metal matrix composites – From science to technological significance, 65, 2526–2540. doi:10.1016/j.compscitech.2005.05.027
  • Naebe, M., & Shirvanimoghaddam, K. (2016). Functionally graded materials: A review of fabrication and properties. Applied Materials Today, 5, 223–245. doi:10.1016/j.apmt.2016.10.001
  • Niu, L. Bin, Zhang, J. M., & Yang, X. L. (2012). In-situ synthesis of Al 3Ti particles reinforced Al-based composite coating. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), 22(6), 1387–1392. doi:10.1016/S1003-6326(11)61330-7
  • Ozdin, K. (2007). Wear resistance of aluminium alloy and its composites reinforced by Al 2 O 3 particles, 183, 301–309. doi:10.1016/j.jmatprotec.2006.10.021
  • Radhika, N., & Raghu, R. (2018). Effect of Centrifugal Speed in Abrasive Wear Behavior of Al-Si5Cu3/SiC Functionally Graded Composite Fabricated by Centrifugal Casting. Transactions of the Indian Institute of Metals, 71(3), 715–726. doi:10.1007/s12666-017-1204-9
  • Radhika, Nachimuthu, & Raghu, R. (2016). Effect of Abrasive Medium on Wear Behavior of Al/AlB2 Functionally Graded Metal Matrix Composite. Tribology Online, 11(3), 487–493. doi:10.2474/trol.11.487
  • Rajan, T. P. D., & Pai, B. C. (2011). Processing of Functionally Graded Aluminium Matrix Composites by Centrifugal Casting Technique. Materials Science Forum, 690, 157–161. doi:10.4028/www.scientific.net/msf.690.157
  • Rosso, M. (2006). Ceramic and metal matrix composites: Routes and properties. Journal of Materials Processing Technology, 175(1– 3), 364–375. doi:10.1016/j.jmatprotec.2005.04.038
  • Sasikumar, S., Ramkumar, K. R., Iniyan, S., Gowthaman, M., & Sivasankaran, S. (2014). Study of mechanical and machining behavior of AA 7075-3 % TiB 2 in-situ composite, 3(3), 1229–1233.
  • Singh, R., Bhavar, V., Kattire, P., Thakare, S., Patil, S., & Singh, R. K. P. (2017). A Review on Functionally Gradient Materials (FGMs) and Their Applications. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 229(1), 0–9. doi:10.1088/1757- 899X/229/1/012021
  • Sreenivasan, A., Vizhianb, S. P., Shivakumarc, N. D., Munirajua, M., & Raguramand, M. (2011). A study of microstructure and wear behaviour of TiB 2 / Al metal. Latin American Journal of Solids and Structures, 8, 1–8.
  • Tee, K. L., Lu, L., & Lai, M. O. (1999). In situ processing of Al – TiB 2 composite by the stir-casting technique, 90, 513–519.
  • Tee, K. L., Lu, L., & Lai, M. O. (2010). In situ stir cast Al–TiB 2 composite: processing and mechanical properties . Materials Science and Technology, 17(2), 201–206. doi:10.1179/026708301101509863
  • Tjong, S. C., & Ma, Z. Y. (2000). Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites. Materials Science and Engineering R: Reports, 29(3), 49–113. doi:10.1016/S0927-796X(00)00024-3
  • Watanabe, Y., Zhou, Q., Sato, H., Fujii, T., & Inamura, T. (2017). Microstructures of Al-Al3Ti functionally graded materials fabricated by centrifugal solid-particle method and centrifugal in situ method. Japanese Journal of Applied Physics, 56(1), 0–11. doi:10.7567/JJAP.56.01AG01
  • Zhang, H., Geng, J., Li, X., Chen, Z., Wang, M., Ma, N., & Wang, H. (2017). The micro-arc oxidation (MAO) behaviors of in-situ TiB2/A201 composite. Applied Surface Science, 422, 359–371. doi:10.1016/j.apsusc.2017.06.043
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Persea americana Metanolik ve Etanolik Bitki Ekstraktlarının in vitro Biyolojik Aktivite ve Kimyasal Bileşiminin Karşılaştırmalı Çalışması

Doğa KAVAZ, Covenant OGBONNA

Kentsel Açık ve Yeşil Alanlarda Vandalizmin İncelenmesi: Isparta Ayazmana ve Gökçay Mesire Alanları Örneği

Candan ŞAHİN, Büşra ONAY, Anıl EVCİ

Combined Utilization of $KMNO_4$ Modified Starch Particles with Glycerol as De-Icer

Yunus Emre ŞİMŞEK, Levent DEĞİRMENCİ, Deniz EMRE

Hizmet kalitesi değerlendirmesi: Türkiye'de bir mobil ağ operatörü için optimizasyon performansı üzerine bir çalışma

İbrahim Bahadır BAŞYİĞİT, Abdullah GENÇ, Habib DOĞAN

Erzincan ili elma ağaçlarında bulunan zararlı ve faydalı böcek türleri ile bazı önemli zararlı türlerin doğada görülme zamanı

İsmail ALASERHAT

Küçük Bir Güneş Bacasının Sıcaklık Dağılımlarının İncelenmesi

Aynur UÇAR, Duygu EVİN

Robotik Aktüatörde Piezoelektrik Malzemelerin ve Şekil Hatırlamalı Alaşımların Gelişimi

Safar Saeed MOHAMMED, Mediha KÖK, Ibrahim Nazem QADER, Fethi DAĞDELEN

Y32 Bojisinin Yapısal Analizleri, Bölüm 2: Yorulma Analizleri

Muzaffer METİN, Oğuzhan KONEZ, Özgür DEMİR

Tehlikeli Atık Bertaraf Tesislerinde Karşılaştırmalı Risk Analizi ve Biyolojik Faktörler Açısından Risk Değerlendirmesi

Hatice ÖLÇÜCÜ ŞENSOY, İrem ERSÖZ KAYA

Atık Selülozik Karışımı Kaynaklardan Üretilen Alçı Esaslı Levhalar: 2. Bölüm. Kimyasal ve Teknolojik Özellikler

Halil Turgut ŞAHİN, İlkan DEMİR