Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi

Investigation of wear behavior of Ti-6Al-4V/CNT composites reinforced with carbon nanotubes

Özet

Bu çalışma da mekanik alaşımlama yöntemiyle Titanyum (Ti-6Al-4V) tozuna takviye edilen Karbon Nanotüplerinfarklı üretim sinterleme koşullarının mikroyapı, yoğunluk ve aşınma direnci üzerine etkileri incelenmiştir. Mekanikalaşımlama ile üretilen tozlar, soğuk izostatik pres kalıbı ile 250 MPa basınç altında sıkıştırılarak silindirikkompozit numuneler elde edilmiştir. Üretilen ham numuneler, 1275°C'de 60 dakika süre ile yüksek saflıktaki argonortamı ve yüksek vakum (1,2 10-5 mbar) altında sinterlenmiştir. Ti-6Al-4V/KNT metal matrisli kompozitin aşınmadavranışı pin-on-disk aşınma test cihazı kullanılarak incelendi. Farklı sinterleme sıcaklıklarında elde edilen Ti-6Al4V /KNT alaşımlarının aşınma davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Uygun koşullar altında takviyeliKarbon Nano Tüp 'ün aşınma oranını iki dereceden fazla azaltabileceği görülmüştür. Bu geliştirilmiş aşınmaperformansını takviye oranları ile ilişkilendiren çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Ti-6Al-4V kompozitlerin aşınmadeney sonuçları, karbon nano tüp oranlarının değişimi ile farklı aşınma türlerinin oluştuğu ve aşınma direnciniarttırdığı gözlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda aşınma direnci doğrudan hacimce takviye edilen % v/vKarbon Nano Tüp oranları ile değiştiği ve artan takviye oranına bağlı olarak arttığı ancak %5 KNT oranı ilemalzemede artan aglomerasyon sonucu bu özeliklerde azalış görülmüştür.

Abstract

In this study, the effects of different production conditions and different sintering conditions on microstructure, density and wear resistance of Multi-wall carbon nanotubes (CNTs) powders reinforced with Titanium (Ti-6Al4V) powder by mechanical alloying were examined. The powders produced by mechanical alloying were compressed with a Cold Isostatic Press die under a pressure of 250 MPa in this molding machine to obtain cylindrical composite specimens. These raw specimens were extruded at 1275°C for 60 minutes in a high purity argon atmosphere and high vacuum (1.2 10-5 mbar). The erosive wear behavior of the Ti-6Al-4V / CNTs metal matrix composite was studied using a pin-on-disc wear tester. The abrasion behavior of a Ti-6Al-4V / CNTs alloy after various heat treatments has been studied on abrasive wear. Under appropriate conditions it has been shown that reinforced CNTs can reduce the wear rate by more than two orders of magnitude. Various investigations have been carried out detailing the reinforcement rates of this improved wear performance. The friction and wear data show a clear surplus value added to the composite Ti-6Al-4V wear modes. As a result, in the experimental studies made, it is seen that the wear resistance increase according to the v/v % CNTs ratio which is directly supplemented to the volume. However, this properties had been decrease with the %5 CNTs ratio.