Investigation of the Effect of Pressing Pressure and Heating Rate on Porosity and Microhardness of Fe3Al Material Produced by High Temperature Volume Combustion Synthesis

Yüksek Sıcaklık Hacim Yanma Sentezi ile Üretilen Fe3Al Malzemede Presleme Basıncının ve Isıtma Hızının Gözeneklilik ve Mikro Sertlik Üzerine Etkisinin Araştırılması

Abstract

Due to the short processing time, low energy requirements and low cost characteristics, production by combustion synthesis has become quite popular nowadays. One of the disadvantages of this process in which the desired product is obtained as a result of exothermic chemical reaction which is formed by small initial energy and progressed spontaneously is the porosity of the material. In this study, Fe3Al (Fe-at. 28% Al) powders were pressed at different initial pressing pressures (75 bar, 150 bar, 300 bar) and synthesized by volume combustion synthesis method (VCS) by heating at different heating rates. X-ray diffraction (XRD), electron microscopy (SEM) image analysis and Vickers micro hardness measurement were used for porosity, microstructure and phase investigations. The final product density and porosity values were determined by Archimedes method. As a result, 150 bar pressing pressure and high heating rate at which Fe3Al phase can be obtained is determined as optimum value.

Özet

Kısa işlem süresi, düşük enerji gereksinimleri ve düşük maliyet özellikleri nedeniyle yanma sentezi yöntemiyleüretim, günümüzde oldukça popüler hale gelmiştir. Küçük başlangıç enerjisi ile oluşturulan ve kendiliğindenilerleyen ekzotermik kimyasal reaksiyon sonucu istenilen ürünün elde edildiği bu işlemin dezavantajlarından birimalzemenin gözenekliliğidir. Bu çalışmada, Fe3Al(Fe-at.% 28Al) tozları farklı başlangıç presleme basınçlarında(75 bar, 150 bar, 300 bar) preslenmiş ve farklı ısıtma hızlarında ısıtılarak hacim yanma sentezi yöntemi(VCS) ilesentezlenmiştir. Gözeneklilik, mikroyapı ve faz incelemeleri için X-Işını kırınımı(XRD), elektronmikroskobu(SEM) görüntü analizi ve Vickers mikro sertlik ölçümü kullanılmıştır. Arşimet yöntemi ile nihai ürünyoğunluk ve gözeneklilik değerleri bulunmuştur. Sonuç olarak Fe3Al fazının elde edilebildiği 150 bar preslemebasıncı ve yüksek ısıtma hızı optimum değer olarak belirlenmiştir.