Kaynakça var (72-75 s.)

'KARBON KATKILI BAKIR İÇEREN DEMİR TOZU PELETLERİNİN SİNTERLEME SONRASI ÖZELLİKLERİ Bu çalışmada,karbon katkısının bakır içeren demir tozu peletlerinin sinterleme sonrası mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir.Yüksek safiyetteki demir tozlarına bakır içeriğinin etkisinin incelemesi amacıyla da ağırlıkça %1,%3 ve %8 oranlarında bakır ilave edilerek 3 ayrı toz grubu elde edilmiştir. Bakır içeren demir tozlarına karbon katkısının etkisinin irdelenmesi amacıyla bu toz gruplarına,ağırlıkça %0,1,%0,2,%0,4,%0,6,%0,8 ve %1 oranlarında karbon ilave edilerek 21 adet farklı toz bileşimi elde edilmiştir.Toz bileşimleri laboratuar tipi karıştırıcıda homojen olarak karıştırılmıştır.Homojen şekilde karıştırılan tozlar,çift yönlü preste h(yükseklik) /d (çap)oranı 2 olacak şekilde silindir biçiminde çelik kalıpta yaklaşık 500 MPa basınçta preslenmiştir.Presleme sonucu üretilen ham numunelerin sinterleme öncesi bulk yoğunlukları belirlenmiş,daha sonra numuneler 1393 K sıcaklıkta 25 dakika süre ile parçalanmış amonyak fırın atmosferinde sinterlenmiştir. Tüm numunelerin sinterleme öncesi ve sonrası bulk yoğunlukları ve % hacimsel değişimleri belirlenmiştir.Demir esaslı sinterlenmiş numunelerin bakır içerikleri arttıkça numunelerde hacimsel büyüme gewrçekleştiği saptanmıştır.Sıvı bakırın tane sınırlarına sızmasıyla kompaktlarda hacimsel büyüme olmuş ve sıvı bakırın taneler içerisine difuzyonu bu büyütmeyi arttırmıştır.Bakır içeren demir esaslı numunelerin hacimsel büyümesi artan karbon miktarları ile birlikte azalmıştır.Bu büyüme azalmasının muhtemel nedeni karbonun demir içerisinde bakır çözünürlüğünü azaltmasından kaynaklanmaktadır. Sinterlenmiş numunelerin karbon ve kükürt içerikleri C/S analiziyle belirlenmiştir.Ağırlıkça %0,2 ve daha fazla karbon karbon ilave edilen numunelerin karbon içerikleri parçalanmış amonyak atmosferinde 1393 K sıcaklıkta 25 dakika süre ile sinterleme sonrası azaldığı belirlenmiştir.Bu karbon içeriklerindeki azalmanın nedeni ise parçalanmış amonyak atmosferinin dekarbürleyici bir etkiye sahip olmasıdır. Sinterlenmiş numunelerin sertlik değerleri Rockwell B skalasndan ölçülmüştür.Bu ölçüm sonuçlarından artan karbon miktarlarıyla birlikte sinterlenmiş numunelerin sertlik değerinin arttığı bulunmuştur.Sinterleme sıcaklığında çözünmüş olan bakırın soğuma sırasında çökelmesinden dolayı maksimum sertlik değerini ağırlıkça %8 bakır ve %0,85 karbon içeren sinterlenmiş demir esaslı numunede elde edilmiştir.Numunenin ortalama sertlik değeri 81,7 HRB olarak ölçülmüştür. Bu tozlardan üretilen parçalar genellikle basma yüklerine maruz kalan yerlerde kullanıldıklarından,mekanik özellikleri belirlemek amacıyla sinterlenmiş numunlere basma deneyi yapılmıştır.Basma deneyi sonuçlarından sinterlenmiş numunelerin karbon içeriklerinin arttıkça akma maksimum basma mukavemet değerlerinin de arttığı bulunmuştur.Ağırlıkça %1 Cu ve %0,82 C içeren numunedee maksimum basma mukavemeti 1046 MPa olarak ölçülmüştür. Sinterlenmiş numunelerin Young modülü,kayma modülü ,sıkıştırma modülü ve poison oranını belirlemek amacıyla ultrasonik yöntem kullanılarak numunelerde boyuna ve enine dalga hızları ölçülmüştür.Bakır içeren karbon katkılı demir esaslı numunelerin ultrasonik karakterizasyonu sonucunda elde edilen sıkıştırma modülü elastik modül ve Poison oran değerlerinin sinterlenmiş numunelerin karbon içerikleriyle değişmediği,sadece bulk yoğunlukları ile orantılı olduğu belirlenmiştir. Numunelerin mikroyapıları ve özellikleri Işık Metal Mikroskop ve Enerji Dağılım Spektrometre çalışması yapılarak incelenmiştir.Bakır içeren demir esaslı numunelerde artan karbon miktarlarıyla birlikte mikroyapıya perlit fazı hakimdir.Bakır,sinterlenmiş numunelerin mikroyapısında tane sınırlarında görülmektedir.Yüksek bakır içeren numunlerin mikroyapılarında tane sınırlarında çözünmemiş bakır fazları gözlemlenmiştir. Abstract THE SINTERED PROPERTIES OF CARBON ADDED COPPER CONTAINING IRON POWDER PELLETS In this study, the effects of carbon addition to the microstructure and mechanical properties of sintered iron based-copper containing powder pellets were investigated. To investigate the effect of copper content on the high purity iron powders, three different powder groups that consisted of 1%, 3% and 8% wt. Cu were prepared. The weight percentages of carbon additions to these powders were wt. 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1%.In this way,21 different powder compositions were obtained. The powders were mixed homogeneously in a a laboratory type mixer.These powders were then pressed in a steel mould under 500 MP to a cylindrical shape with (height) / d (diameter) ratio of 2.Bulk densities of the pressed samples were calculated.The pressed samples were sintered 1393 K temperature for 25 minutes in dissociated ammonia atmosphere. After the sintering process,the bulk densities of the samples and volume changes were calculated.A volumetric increase in the samples was determined as the copper content was increased.The liquid copper was filled in the grain boundaries and diffused into the grains.However,this increase in the volume was decreased with the increased carbon content in the samples. The sintered samples were subjected to the C/S analysis.It was found that after the sintering process at 1393 K temperature for 25 minutes in the dissociated ammonia atmosphere,the carbon content of the samples that contained more than 0.2 % wt. C was decreased.This was not surprising since the ammoniuö atmosphere has decarburising ability. The hardness of the samples was measure using the Rockwell B Scale.The results showed that the hardness of sintered samples was increased with increased carbon content.The solutionised copper in the sintering process precipitated to give rise to hardness.Therefore,the maximum hardness value was found at samples with 8% wt. Cu and 0.85 wt. C. The average hardness of the samples was determined to be 81.7 HRB. Since most of powder metallurgy products are used in areas where they are subjected to compression stresses,the compression properties of the samples were determined.The results showed that as the carbon content increased,the yield and ultimate compression stress were increased.The maximum compression stress was found to be 1046 MPa which was reached at the sample with 1% wt. Cu and 0.82% wt. C. Ultrasonic method was used (longitudinal and transverse wave velocities were measured) to determine the Young module,compression module and Poisson ratio of the sintered samples.It was found that the values of these modules were not affected by the carbon content,but only by the density of the samples in which there was a linear relationship. The microstructural assessment of the samples was carried out in a light metal microscope and energy dispersive spectrometer.In the iron based-copper containing samples,it was observed that perlite phase was dominant in the microstructure with the increasing carbon content.The copper phase was detected in the grain boundaries.It was also observed that there were remnants of undissolved copper phases in the grain boundary of samples that contained high copper. '

1 GİRİŞ

4 GENEL KISIMLAR

4 TOZ METALURJİSİNİN ÜRETİM AŞAMALARI

11 DEMİR-GRAFİT PARÇALARIN SİNTERLENMESİ VE SİNTERLEME ŞARTLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİŞİ

13 Sementit Miktarının Mekanik Özelliklere Etkisi

14 Sinterleme Sıcaklığının, Sinterleme Süresinin ve Soğutma Hızının Mekanik Özelliklere Etkisi

15 Sinterleme Atmosferinin Mekanik Özelliklere Etkisi

16 DEMİR -BAKIR KOMPAKTLARIN SİNTERLENMESİ VE SİNTERLEME ŞARTLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

19 Demir-Bakır Kompaktlarında Sıvı Faz Sinterlemesi Sırasındaki Boyutsal Değişimler

20 Demir-Bakır Kompaktlarına Yapılan Bakır İlavesinin Mekanik Özelliklere Etkisi

20 Sinterleme Sıcaklığının ve Süresinin Mekanik Özelliklere Etkisi

21 Sinterleme Atmosferinin Mekanik Özelliklere Etkisi

21 DEMİR - BAKIR - GRAFİT KOMPAKTLARIN SİNTERLENMESİ VE SİNTERLEME ŞARTLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

23 Grafit İlavesinin Mekanik Özelliklere Etkisi

25 Sinter Atmosferinin Mekanik Özelliklere Etkisi

25 Fe- Cu - İÇEREN KOMPAKTLARIN SİNTERLEME SONRASI ÖZELLİKLERİNİ ARTIRMAK İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR

31 MALZEME YÖNTEM

31 TOZLARIN ÖZELLİKLERİ

31 Tozların Fizikel ve Kimyasal Özellikleri

32 Tozların OrtalamaTane Boyutu ve Tane Boyutu Dağılımı

32 Tozların Morfolojileri

32 TOZ KARIŞIMLARININ HAZIRLANMASI

33 TOZ KARIŞIMLARININ PRESLENMESİ

34 HAM NUMUNELERİN SİNTERLENMESİ

35 SİNTERLENMİŞ NUMUNELERİN ÖZELLİKLERİ

35 Numunelerin Bulk Yoğunlukları ve Hacim Değişimleri

35 Numunelerin Karbon ve Kükürt İçeriklleri

35 Numunelerin Sertlikleri

36 Numunelerin Basma Mukavemetleri

37 Numunelerin Ultrasonik Yönetemle Karakterizasyonu

38 Numunelerin Metalografik Karakterizasyon

40 BULGULAR

40 TOZLARIN ÖZELLİKLERİ

40 Tozların Ortalama Tane Boyutu ve Tane Boyut Dağılımı

41 Tozların Morfolojileri

41 SİNTERLENMİŞ NUMUNELERİN ÖZELLİKLERİ

41 Numunelerin Bulk Yoğunluk ve Hacim Değişimleri

43 Numunelerin Karbon ve kükürt İçerikleri

43 Numunelerin Sertlikleri

45 Numunelerin Basa Mukavemetleri

51 Numunelerin Ultrasonik Karakterizasyon Sonuçları

53 Numunelerin Metalografik Karakterizasyon Sonuçları

63 TARTIŞMA VE SONUÇ

72 KAYNAKLAR

76 ÖZGEÇMİŞ