Journals / Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 10 - Sayı: 1
Effect of Submicron-Sized Alumina Addition and Cold Working Process on Mechanical Properties and Microstructure of Aluminum Based Composite Structure
- Pages
- 76–85
- DOI
- —
Abstract
In this study, submicron-sized alumina reinforced aluminum matrix composites with various alumina (Al2O3) content (0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5wt.%) were fabricated by the powder metallurgy method. As a result of the mechanical tests performed to the composite materials, the best mechanical properties were obtained at the Al-2%Al2O3 composite structure. Cold working at the different cold work strain ratios was performed to increase the mechanical properties of Al-2%Al2O3 composites. The effect of cold working on the porosity, apparent density, tensile strength, and Vickers hardness of Al-2%Al2O3 composites was investigated. The microstructure and crystal structure of materials were analyzed with X-ray diffraction (XRD) device and scanning electron microscopy (SEM), respectively. According to the test results, the mechanical properties of Al-2%Al2O3 composite were enhanced up to 11.8.% cold working rate. It was determined that the Vickers hardness increased from 43 HV to 68 HV (+53%) and the compressive strength improved from 71 MPa to 92 MPa (+30%) for 11.8% cold working rate in Al-2%Al2O3 composite structure.
Özet
Bu çalışma kapsamında, toz metalurjisi yöntemiyle ağırlıkça farklı alümina (Al2O3) katkı oranlarında (ağırlıkça %0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5) mikron altı boyutlu alümina takviyeli alüminyum matrisli kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozit malzemelere uygulanan mekanik testler sonucunda, en iyi mekanik özellikler Al-%2Al2O3 kompozit yapıda ulaşılmıştır. Üretilen Al-%2Al2O3 kompozitlerin mekanik özelliklerini artırmak amacıyla farklı soğuk şekil değişim oranlarında soğuk işlem uygulanmıştır. Soğuk işlemin Al-%2Al2O3 kompozitlerin gözenekliliğine, yoğunluğuna, sertliğine, çekme dayanımına ve mikroyapısına olan etkisi incelenmiştir. Malzemelerin kristal yapısı ve mikroyapısı sırasıyla, X-ışını kırınımı (XRD) cihazı ve taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) analiz edilmiştir. Test sonuçlarına göre; %11.8 soğuk şekil değişim oranına kadar Al-%2Al2O3 kompozitin mekanik özelliklerinin iyileştiği tespit edilmiştir. Al-%2Al2O3 kompozit yapıda %11.8 soğuk şekil değişimi için, Vickers sertliğinin 43HV’den 68 HV’ye (%53 oranında), çekme dayanımının ise 71 MPa’dan 92 MPa’a kadar arttığı (%30 oranında) tespit edilmiştir.