Effect of Magnesium Addition on Aluminum Pumice Composites

Abstract

Yapılan bu çalışma kapsamında toz metalürjisi yöntemini kullanarak Al matrisli pomza takviyeli ve Mg alaşım elementli kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu çalışmanın esas amacı Al matrisli pomza takviyeli kompozit malzemelerine Mg ilavesinin etkisini incelemek ve Mg ile pomza içerisindeki SiO2'nin tepkimeye girmesini sağlayıp in-sitü yapıdaki Mg2Si ve MgO fazların oluşmasını sağlamaktır. Kompozit malzemeler sıcak presleme yöntemi ile üretilmiş olup sıcak presleme süresi 1 saat, sıcaklık 600 °C olarak optimize edilmiştir. Deneysel çalışmaların sonucu üretilen kompozit malzemelerin XRD ve SEM çalışmaları ile mikroyapı özellikleri elde edilmiştir. Kompozit numunelerin mekanik özelliklerinin tespiti için basma testleri yapılmıştır. Ayrıca 4x4x6 mm boyutlarında tel erezyon metodu ile kesilen numunelerin yoğunluk ve gözeneklilik değerleri Arşimet metodu ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre üretimi gerçekleştirilmiş olan kompozitlerin, içyapılarında Mg2Si, MgO, Saf Si, Al3Mg2 ve MgAl2O4 fazları oluşmuş takviye malzemesinin matris içerisinde homojen olarak dağıldığı gözlemlenmiştir. Yapılan basma testi sonucunda Mg ilavesi ile birlikte basma mukavemeti % 9 Mg' a kadar artmış sonrasında azalma göstermiştir. Akma dayanımı ise farklı oranlarda Mg ilavesi için sabit kalmıştır. Diğer taraftan kırılma birim şekil değişimi artan Mg içeriğiyle azalma göstermiştir.

Within the scope of this study, Al -matrix pumice reinforced composite materials alloyed with Mg were produced by using powder metallurgy method. The main purpose of this study is to investigate the effect of the addition of Mg on the the pumice reinforced composite materials and to ensure that the SiO2 in pumice and the to react with Mg and the formation of in situ phases such as Mg2Si and MgO. The composite materials have been produced by hot pressing technique and the hot pressing time and temperature optimized as 1 hour and 600 °C, respectively. Microstructure of the samples were revealed via XRD and SEM analysis. Compression test were amployed to determine the test measurements were made to detect the mechanical properties of composite and reference samples. In addition, the density and porosity of the samples produced and cutt with dimension wire erosion method of 4x4x6 mm were measured by Archimedes' method. According to the results obtained, the microstructure of the composites produced were consisting of Al, Mg2Si, MgO, pure Si, Al3Mg2 and MgAl2O4, unreacted oxide phases present in pumice powders. It has been observed that, the distribution of reinforcement was homogeneous. The yield strength increased as a result of Mg addition and ıt was almost the same for different amount of Mg addition. Compression strength increased up to % 9 Mg addition and then decreased. Fracture strain on the other hand decreased with increasing Mg content.