Bakır ve silisyum içeren Al-25Zn esaslı alaşımların dökülmüş ve ısıl işlem görmüş durumlardaki yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada bir adet ikili Al-25Zn, yedi adet üçlü Al-25Zn-(1-5)Cu ve altı adet Al-25Zn-3Cu-(1-5)Si alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi. Üretilen alaşımların sürtünme ve aşınma davranışları farklı koşullarda çubuk-disk esaslı bir aşınma deney düzeneği yardımıyla incelendi. Bulunan sonuçlar bu alaşımların içyapı ve mekanik özelliklerine dayandırılarak açıklanarak, geleneksel yatak malzemeleri olan SAE 660 ve SAE 65 bronzlarında aynı koşullarda elde edilen bulgularla karşılaştırıldı.Bu çalışmada baz olarak alınan ikili Al-25Zn alaşımının iç yapısının alüminyumca zengin ?, bunları çevreleyen ötektoid ?+? fazlarından oluştuğu gözlendi. Bu alaşıma bakır katıldığında dendritlerarası bölgelerde bakırca zengin ? fazının oluştuğu gözlendi. Al-25Zn-3Cu-(1-5)Si alaşımlarının içyapılarının ise üçlü alaşımlarda gözlenen fazlarla birlikte silisyum parçacıklarından oluştuğu görüldü. Uygulanan stabilizasyon işleminin Al-25Zn-3Cu-3Si alaşımının içyapısında herhangi bir değişime yol açmadığı, T7 ısıl işleminin ise bu alaşımın dendritik yapısını tamamen ortadan kaldırdığı gözlendi. Üçlü ve dörtlü alaşımların çekme ve basma dayanımlarının artan bakır ve silisyum oranları ile arttığı, bu oranların %3 değerinin üzerine çıkması durumunda ise azaldığı belirlendi. Ancak, söz konusu alaşımların sertliğinin artan bakır ve silisyum oranları ile sürekli arttığı görüldü. Alaşımların sürtünme katsayısının artan basınç ile azaldığı, kayma hızından ise pek fazla etkilenmediği gözlendi. Ancak, sıcaklık ve hacim kaybının artan basınç ve kayma hızıyla sürekli arttığı görüldü. Al-25Zn-3Cu ve Al-25Zn-3Cu-3Si alaşımlarının aşınma yüzeylerinin altında iki farklı bölge oluştuğu gözlendi. Bu bölgelerin oluşumu numunelerin yüzey malzemesinin aşırı plastik deformasyonu ve yeniden kristalleşmesi ile aşınma parçacıklarının yüzeye sıvanmasına dayandırılarak açıklandı.Al-25Zn esaslı üçlü ve dörtlü alaşımların SAE 65 ve SAE 660 bronzlarından daha üstün mekanik ve tribolojik özelliklere sahip olduğu belirlendi. Bu alaşımlar içerisinde en yüksek mukavemet ve aşınma dirençleri Al-25Zn-3Cu ve Al-25Zn-3Cu-3Si alaşımlarından elde edildi.