SavedAdd your journal

Journals / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 15

Investigation of effect of tungsten carbide addition and heat treatment on the mechanical properties of Al7075-WC composites

Tungsten karbür katkısının ve ısıl işlemin Al7075-WC kompozitlerin mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılması

Mahmut Can Şenel(ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-7897-1366
Erkan Öztürk(ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-7056-718X
Selin Atıcı(ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ)0009-0000-5856-7200
Pages
1–9
Publication Date
2026-01-15
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

When the induction hot pressed Al7075-30%WC composite was compared with the only sintered Al7075 alloy, it was found that the density, hardness, and compressive strength increased by 30%, 54.2% and 72.3%, respectively.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, Al7075-WC composites were produced using powder metallurgy and induction hot pressing techniques.
📊
Key Findings & Data:Tungsten carbide (WC) was added to the Al7075 matrix at weight ratios of 1%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 18%, 25%, and 30% by weight.
💡
Conclusion & Impact:When the induction hot pressed Al7075-30%WC composite was compared with the only sintered Al7075 alloy, it was found that the density, hardness, and compressive strength increased by 30%, 54.2% and 72.3%, respectively.
🔬Design:Araştırma Makalesi
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Al7075 alaşımı · tungsten karbür · kompozit

Abstract

In this study, Al7075-WC composites were produced using powder metallurgy and induction hot pressing techniques. Tungsten carbide (WC) was added to the Al7075 matrix at weight ratios of 1%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 18%, 25%, and 30% by weight. The effects of reinforcement ratios and thermal treatment methods (sintering and induction hot pressing) on the microstructure and mechanical properties (density, Vickers hardness, compressive strength) of the composites were investigated. As a result of the tests, it was determined that the induction hot-pressed Al7075-%30WC composite exhibited the best mechanical properties among the Al7075-WC composites. When the induction hot pressed Al7075-30%WC composite was compared with the only sintered Al7075 alloy, it was found that the density, hardness, and compressive strength increased by 30%, 54.2% and 72.3%, respectively. In conclusion, it has been demonstrated that the mechanical properties of the composites can be enhanced by the appropriate addition (30%WC) of WC to the Al7075 matrix. Furthermore, induction hot pressing applied after sintering was found to positively influence the mechanical behaviour of the composites.

Özet

Bu çalışmada, Al7075-WC kompozitleri, toz metalürjisi ve indüksiyonla sıcak presleme yöntemleri kullanılarak üretilmiştir. Al7075 matrisine ağırlıkça %1, %3, %6, %9, %12, %15, %18, %25 ve %30 oranlarında WC takviyesi yapılmıştır. Katkı oranlarının ve uygulanan ısıl işlem türlerinin (sinterleme ve indüksiyonla sıcak presleme), kompozitlerin mikro yapıları ile mekanik özellikleri (yoğunluk, Vickers sertliği, basma dayanımı) üzerine olan etkileri incelenmiştir. Yapılan testler sonucunda, Al7075-WC kompozitleri içerisinde en iyi mekanik özelliklerin, indüksiyonla sıcak preslenmiş Al7075-%30WC kompozitte elde edildiği tespit edilmiştir. İndüksiyonla sıcak presleme uygulanmış Al7075-%30WC kompozit ile yalnızca sinterlenmiş Al7075 alaşımı karşılaştırıldığında; yoğunluğun %30, sertliğin %54.2 ve basma dayanımının %72.3 oranında arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak Al7075 matrisine uygun miktarda (%30WC) WC ilavesiyle kompozitlerin mekanik özelliklerinin geliştirilebileceği ortaya konmuştur. Ayrıca, sinterleme sonrası uygulanan indüksiyonla sıcak presleme işleminin kompozitlerin mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir.

🔖

Cite This Article

Şenel, M. C., Öztürk, E., Atıcı, S. (2026). Investigation of effect of tungsten carbide addition and heat treatment on the mechanical properties of Al7075-WC composites. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 15, 1–9. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1794722

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (22)

  1. A. Taşkın, Al7075-Si3N4-grafen ve Al7075-B4C-grafen hibrit kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2023.
  2. M. C. Şenel, Grafen-seramik tanecik takviyeli alüminyum matrisli hibrit kompozitlerin toz metalürjisi metoduyla üretimi, mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2018.
  3. Ö. Yılmaz, Atık alüminyum içecek kutuları kullanarak Grafen/SiC takviyeli kompozitlerin üretimi ve mekanik karakterizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2019.
  4. E. Tulgar, Demirdışı Metaller Metalurjisi. İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınları, İstanbul, 1987.
  5. V. Ş. Ekinci, Alümina takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2007.
  6. G. Soy, Alüminyum matrisli tungsten karbür ve grafen takviyeli üretim ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2022.
  7. A. Babu, N. Balu, B. Ravi, Microstructure and mechanical properties of as-cast Al7075-tungsten carbide metal matrix composites. Materials Today: Proceedings, 18 (1), 413–419, 2019. https://doi.org/1 0.1016/j.matpr.2019.06.319.
  8. C. Fenghong, C. Chang, W. Zhenyu, T. Muthuramalingam, G. Anbuchezhiyan, Effects of silicon carbide and tungsten carbide in aluminium metal matrix composites. Silicon, 11, 2625–2632, 2019. https://doi.org/10.1007/s12633-018-0051-6.
  9. D. Rajesh, P. Anand, N. Lenin, V. K. Bupesh Raja, K. Palanikumar, V. Balaji, Investigations on the mechanical properties of tungsten carbide reinforced aluminium metal matrix composites by stir casting. Materials Today: Proceedings, 46 (9), 3618–3620, 2021. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.634.
  10. B. Raju, A. R. K. Swamy, A. Ramesha, Mechanical characterization of Al6061-tungsten karbür composites using powder metallurgy technique. International Journal of Engineering Applied Sciences and Technology, 4 (7), 325-331, 2019.
  11. K. Ravikumar, K. Kiran, V. S. Sreebalaji, Characterization of mechanical properties of aluminium/tungsten carbide composites. Measurement, 102, 142–149, 2017. https://doi.org/10.1016/j.me asurement.2017.01.045.
  12. Ç. R. Daşkesen, Alüminyum matrisli B4C takviyeli kompozit malzemeden açık hücreli metal köpük üretimi ve karakterizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2021.
  13. M. E. Demir, Aramid fiber ve B4C parçacık ile takviye edilmiş al7075 matrisli kompozitlerde haddelemenin ve yaşlandırmanın mekanik ve tribolojik özelliklere etkisi. Doktora Tezi, Batman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2021.
  14. B. Şenyurt, Tungsten borür/tungsten karbür kompozit tozlarının tungsten oksit ve yerli bor oksit hammaddelerinden katı hal sentezleme yöntemi ile üretimi. Yüksek Lisans Tezi, Bursa Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2019.
  15. M. Yadav, L. A. Kumaraswamidhas, A. Kumar, V. P. Singh, Study of Al-based composites reinforced with Al2O3 and WC: mechanical and surface properties. Journal of Adhesion Science and Technology, 2025. https://doi.org/10.1080/01694243.2025.2555668.
  16. T. A. Krylova, Y. A. Chumakov, Synthesis of Al–Mg–WC composite coating by relativistic electron beam. Materials Letters, 439, 1-3, 2023. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134822.
  17. U. B. G. Krishna, B. Vasudeva, V. Auradi, M. Nagaral, Mechanical characterization and tensile fractography of Al7075-WCP-CoP composite. Frattura ed Integrità Strutturale,60, 283-290, 2022. https://doi.org/10.32 21/IGF-ESIS.60.20.
  18. T. V. Kishore, Al 7075 reinforced with WC metal matrix composites, Journal of Science and Technology, 4(2), 45-50.
  19. E. Işık, Al7075-Al2O3-grafen ve Al7075-ZrO2-grafen hibrit kompozitlerin mekanik, tribolojik özelliklerinin ve mikroyapısının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2023.
  20. N. G. Guruchannabasavaiah, V. Auradi, B.M. Nandeeshaiah, S.B. Boppana, B.N. Nishanth, Investigation on the microstructure and mechanical properties of aluminum 7075 reinforced with different weight percentage of tungsten carbide and cobalt metal matrix hybrid composites. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1013, 1-6, 2021.
  21. W. Chen, T. Yang, L. Dong, A. Elmasry, J. Song, A. Elmarakbi, T. Liu, H. B. Lu, Y. Q. Fu, Advances in graphene reinforced metal matrix nanocomposites: mechanisms, processing, modelling, properties and applications. Nanotechnology and Precision Engineering, 3 (4), 189–210, 2020. https://doi.org/10. 1016/j.npe.2020.12.003.
  22. M. C. Şenel, Ü. Mahmutoğlu, Effect of induction heat treatment on the mechanical properties of Si3N4-graphene reinforced Al2024 hybrid composites. Bulletin of Materials Science, 45 (1), 1-17. 2022. https://doi.org/10.1007/s12034-021-02638-5.