Demir esaslı T/M parçaların kırılma tokluğu, sertliği ve mikro yapısal karakterizasyonu

Bu çalışmada, Fe-Cu-C ve Fe-Cu esaslı toz metalürjisi (T/M) parçalar farklı oranlarda toz karışımları kullanılarak üretilmiştir. Üretim aşamasında, önce tozlar karıştırılmış, sonra soğuk preslenmiştir. Preslenen parçalar 1200 °C'de vakumlu bir fırında 45 dakika sinterlenmiş ve fırında yavaş soğutularak test numuneleri elde edilmiştir. Fe-Cu numunelerinde bakır miktarı ve Fe-Cu-C numunelerinde hem bakır, hem de grafit miktarları değiştirilerek üretilen T/M parçaları, suda ve yağda sertleştirilmişlerdir. Üretilen Fe-Cu-C ve Fe-Cu T/M parçaların sinterlenmiş halde ve ısıl işlem ile sertleştirildikten sonra, kırılma toklukları ve sertlikleri tespit edilmiştir. Bakır ve grafit miktarı artışlarının, malzemenin kırılma tokluğunu $(K_{1C})$ ve sertliğini nasıl etkilediği incelenmiştir. Meydana gelen mikro yapısal değişiklikler değerlendirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, Fe-Cu-C ve Fe-Cu T/M parçalarında, bakır ve grafit oranı arttıkça, sertlik miktarı da artış göstermiştir. Bakır oranı arttıkça kırılma tokluğu $(K_{1C})$ da artmıştır. Grafit oranı artıkça $(K_{1C})$ değerinde azalma meydana gelmiştir. Kırılma tokluğu ve sertlik değerleri suda sertleştirilmiş numunelerde en fazla, yağda sertleştirilmişlerde daha düşük ve ısıl işlem görmemişlerde ise en düşük olarak tespit edilmiştir.

In this work, both Fe-Cu-C and Fe-Cu based alloys in different volume fractions were fabricated by mechanical powder metallurgy involving powder mixing, cold pressing and sintering at 1200°C in a vacuum atmosphere for 45 minutes followed by cooling in the sintering furnace. The various amount of copper or copper and graphite additions were used in Fe-Cu and Fe-Cu-C alloy system, respectively. Twodifferent heat treatments having water quenching and oil quenching were carried out on sintered specimens. The fracture toughness and hardness of Fe-Cu and Fu-Cu-C specimens for two different heat treatment conditions were carried out. The effect of copper and graphite contents on fracture toughness and hardness were investigated. The investigation of microstructuiv characterisation by light microscopy was aiso reported. The results show that the hardness of bolh alloys increased with increasing copper and graphite contents. The fracture toughness of these alloys also increased with increasing copper content but decreasing with the graphite content. The fracture-toughness and hardness values of the water quenched specimens are higher than that of the oil quenched and sintered specimens, respectively.

___

[1] ÖLMEZ, C.O., "Demir Esaslı Malzemelerin Sertliği ve Mikro Yapısal Karekterizasyonu" Yüksek lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi F.B.E. 1999.

[2] www.tozmetal.com, "Toz Metal Ticaret ve Sanayi A. Ş. İnternet Sitesi", 2001.

[3] www.epma.com, "Epma Powder Metallurgy Company İnternet Adresi", 2001.

[4] KAYALI. E.S., ENSARİ, C., DİKEÇ, F., "Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri", İ.T.Ü. yaymı, İstanbul, 1996.

[5] JAMIL, S.J., CHADWICK, G.A., "Investigation and Analysis of Liquid Phase Sintering of Fe-Cu and Fe-Cu-C Compacts", Powder Metallurgy, Volume 28, No 2, 1985.

[6] KAYALI, E.S., ENSARİ. C., "Malzemelerin Plastik Deformasyonu, İlke ve Uygulamaları", İ.T.Ü. yayını, İstanbul, 1993.