Basınç ve Kayma Hızının Zn-15Al-3Cu Alaşımının Yağsız Çalışma Durumundaki Sürtünme ve Aşınma Özelliklerine Etkilerinin İncelenmesi


HEKİMOĞLU A. P. , SAVAŞKAN T.

Haliç Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt.1, sa.1, ss.1-26, 2018 (Diğer Kurumların Hakemli Dergileri)

  • Cilt numarası: 1 Konu: 1
  • Basım Tarihi: 2018
  • Dergi Adı: Haliç Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
  • Sayfa Sayıları: ss.1-26

Özet

Bu çalışmada Zn-15Al-3Cu alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi. Metalografik incelemeler sonucunda bu alaşımın içyapısının β dendritleri ile a, η ve ε (CuZn4) fazlarından oluştuğu görüldü. Alaşımın yağsız durumdaki sürtünme ve aşınma özellikleri blok-disk esaslı bir aşınma deney düzeneğinde farklı basınç (1-5 MPa) ve kayma hızlarında (0,5-2,5 ms-1) 2500 m’lik kayma yolu tamamlanıncaya kadar incelendi. Alaşımın sürtünme katsayısının artan basınç ile azaldığı, kayma hızından ise fazla etkilenmediği gözlendi. Aşınma ile meydana gelen hacim kaybı ve sıcaklık değerlerinin artan basınç ve kayma hızıyla arttığı görüldü. Ayrıca basınç ve kayma hızı arttıkça yüzeylerdeki aşınma ve/veya hasar izlerinin daha belirgin hale geldiği görüldü. Aşınma yüzeylerinin altında farklı mikroyapı ve mikrosertlik değerlerine sahip tabakaların yer aldığı gözlendi. Bu tabakaların oluşumu gerilme etkisi ile yüzey altında meydana gelen yapısal dönüşümlere ve aşınma parçacıklarının yüzeye sıvanmalarına dayandırılarak açıklandı. Yüzeyde yer alan sıvama tabakasının kalınlık ve mikrosertlik değerinin artan basınç ve kayma hızı ile arttığı belirlendi. Basınç ve kayma hızının alaşımın tribolojik özellikleri üzerindeki etkileri çalışma sırasında yapısal ve mekanik özelliklerde meydana gelen değişimlere göre açıklandı. 

In this study, Zn-15Al-3Cu alloy was prepared by permanent mold casting. The microstructure of the alloy was observed to be consisted of β dendrites and a, η and ε (CuZn4) phases. Unlubricated friction and wear properties of the alloy were investigated at different contact pressures (1-5 MPa) and sliding speeds (0.5-2.5 ms-1) for a sliding distance of 2500 m with a block-on-disk type wear test machine. The friction coefficient of alloy decreased with contact pressure, but was not affected significantly by the sliding speed. The wear volume and temperature of the sample increased with contact pressure and sliding speed. As the contact pressure and sliding speed increased, the wear and/or damage traces on the surface became more apparent. Layers with different microstructures and microhardness values were observed underneath the wear surfaces. The formation of these layers was explained on the basis of the stress-induced microstructural changes under the surface and smearing of the wear particles on the surface. It was observed that the thickness and microhardness values of the smeared layer on the wear surface increased with increasing contact pressure and sliding speed. The effects of contact pressure and sliding speed on the tribological properties of the alloy were discussed in terms of the changes took place in microstructural and mechanical properties of the alloy during the tests.