Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımının yetersiz ve sürekli yağlama durumlarındaki tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımına ait 4 adet külçe kokil döküm yöntemi ile üretildi. Üretilen külçelerin ikisi çözündürme, su verme ve yapay yaşlandırma aşamalarını içeren T6 ısıl işlemine tabi tutuldu. Alaşımın gerek dökülmüş gerekse ısıl işlem görmüş örneklerinin yapısal ve mekanik özellikleri incelendikten sonra yetersiz ve sürekli yağlama şartlarındaki tribolojik (sürtünme ve aşınma) davranışı disk-çubuk esaslı bir aşınma deney düzeneği yardımıyla araştırıldı. Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımının dökülmüş durumdaki iç yapısının alüminyumca zengin a fazı ile bu fazı çevreleyen çinkoca zengin r\, bakırca zengin s fazlan ve silisyum parçacıklarından oluştuğu görüldü. Uygulanan ısıl işlem sonucunda alaşımın iç yapısında ince çökeltilerin oluştuğu, ancak silisyum parçacıklarının ısıl işlemden etkilenmediği görüldü. Ayrıca uygulanan ısıl işlemin bu alaşımın sertlik ve çekme dayanımını artırdığı belirlendi. İncelenen alaşımın dökülmüş ve ısıl işlem görmüş örneklerinin sürtünme katsayılarının yetersiz yağlama durumunda artan basınç ile önce azalıp 3 MPa değerinden sonra arttığı; hıza göre ise düzensiz bir değişim sergilediği gözlendi. Alaşıma ait aşınma örneklerinin sıcaklıkları da artan basınç ve hız ile arttığı görüldü. Yetersiz yağlama durumunda söz konusu alaşımda meydana gelen aşınma kayıplarının artan basınç ile exponansiyel olarak arttığı; artan hız ile 4 MPa' a kadar lineer, bu basınç değerinden sonra da exponansiyel olarak arttığı belirlendi. Sürekli yağlama durumunda Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımına ait aşınma örneklerinin sürtünme katsayılarının artan basınç ve hız ile azaldığı, sıcaklıkların ise bu parametreler ile arttığı görüldü. Söz konusu örneklerde meydana gelen aşınma kayıplarının da artan basınç ve hız ile lineer olarak arttığı belirlendi. Sürekli yağlama durumunda Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımına ait örneklerin gerek dökülmüş gerekse ısıl işlem görmüş durumlarda SAE 660 bronzundan, özellikle 4 MPa' dan daha yüksek basınçlarda çok daha üstün aşınma direnci sergiledikleri gözlendi. Yapılan değerlendirme sonucunda, uygulanan ısıl işlemin Zn~40Al-2Cu-2Si alaşımının sertlik ve mukavemetinden başka sürtünme katsayısı, sıcaklık ve aşınma direncini de artırdığı belirlendi.