Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Metaloji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı Başkanlığı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Eray Erzi
Danışman: Suat Yılmaz
Özet:
Alüminyum alaşımları gibi hafif metaller, ekonomik ve ekolojik nedenlerden dolayı endüstride yoğun biçimde kullanılmaktadır. Ancak, bu malzemelerin sertlikleri, mekanik mukavemetleri ve aşınma dirençlerinin düşük olması bir dezavantaj olarak görülmektedir. Sağladıkları ağırlık tasarrufu nedeniyle kullanılma gerekliliği her gün biraz daha artan alüminyum alaşımlarının mekanik ve tribolojik özelliklerini geliştirmek için çeşitli endüstriyel yöntemler uygulanmaktadır. Örneğin, aşınmaya karşı alınabilecek en basit önlem, tüm elemanların aşınmaya karşı dayanıklı malzemeden imal edilmesidir ancak bu yaklaşım çoğu zaman yüksek maliyeti de beraberinde getirir. Aşınma bir yüzey hadisesi olduğundan uygun bir kaplama seçimi ile malzemenin ömrü azami seviyeye çıkarılabileceği gibi maliyeti de asgariye düşürebilir. Bir malzeme kendisinden daha sert bir kaplamaya sahip olduğunda, kaplama var oldukça ana malzemedeki aşınma azalmış olacaktır, zira aynı şartlar altında sert malzemeler, yumuşak malzemelerden genellikle daha az aşınırlar ve ayrıca içi yumuşak dışı sert malzemelerin toklukları daima yüksektir.Isıl püskürtme yöntemleri, özellikle plazma püskürtme yöntemi son yıllarda önemli uygulama alanları bularak yaygınlaşmaktadır. Yöntem toz, tel veya çubuk halindeki kaplama malzemesinin ergiyik ya da kısmi-ergiyik durumuna getirilerek, kaplanacak yüzeye hızlı bir şekilde (~80m/s) püskürtülmesine dayanmaktadır. Bu yöntem ile üretilen Al2O3 ve ZrO2 gibi sert seramik kaplanmış metalik malzemelerin, mekanik mukavemeti ve aşınma direncinin geliştirilmesiyle, değişik endüstriyel uygulamalarda geniş bir kullanım alanı yaratılmıştır.Bu çalışmada; 6063 alüminyum alaşımının yüzeyi ağ.%8 Y2O3 ile kısmen stabilize edilmiş zirkonya (Y-PSZ) ile plazma püskürtme yöntemi ile kaplanmış, böylece çeşitli mekanik özellikleriyle birlikte, aşınma dayanımı ve sürünme dayanımı özellikleri incelenmiştir.Bu amaca yönelik olarak enjeksiyon pres döküm yoluyla şekillendirilmiş 6063 serisi alüminyum çubukların talaşla kaldırma kabiliyetini arttırmak için önce T6 ısıl işlemi uygulanmıştır. Daha sonra standartlarına uygun olarak darbe, aşınma, sürünme vb. test numuneleri şekillendirilmiştir. Şekillendirilen test numunelerinin yarısının yüzeyleri plazma püskürtme yöntemi uygulanarak önce astar ve sonra Y-PSZ ile kaplamaları gerçekleştirilmiştir. Y-PSZ ile kaplanmış yüzeylerin XRD, SEM/EDS ve mikrosertlik gibi karakterizasyon çalışmalarının ardından, kaplanmış ve kaplanmamış test numunelerinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi çalışmalarına geçilmiştir. Bunun için sertlik testleri; çentikli charpy darbe deneyleri; farklı yükler, süre ve hız şartları altında abrasif aşınma deneyleri ve Üssel Sürünme Kanunu'na uygun olarak gerilmeye/sıcaklığa bağlı sürünme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu çalışmaların sonucunda Y-PSZ ile kaplanmış 6063 alüminyum alaşımının mekanik özelliklerinin yüksek oranda geliştirilebildiği belirlenmiştir. Y-PSZ kaplama ile kaplanmamışına göre abrasif aşınma direnci yüksek oranda arttırılırken, sürtünme katsayısında önemli bir değişiklik gözlenmemiştir. Sürünme deneyleri sonucunda kaplanmış ve kaplanmamış numunelerin sürünme hızları belirlendikten sonra, gerilme faktörü (n) ve sürünmede aktivasyon enerji (Q) değerleri hesaplanarak belirlenmiştir.