Alüminyum bronz alaşımlarının aşınma özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Alüminyum bronzları yüksek korozyon ve iyi aşınma özellikleri nedeniyle en önemli bakır alaşımları arasında yer almaktadır. Alüminyum bronzları özellikle ağır yükler altında üstün adhasiv aşınma dayanımı ve yüksek korozyon gerektiren uygulamalar için mükemmel malzemeler olarak kabul edilirler. Bu çalışmada, CuAl10Fe nominal bileşimindeki dövme ve döküm yöntemi olmak üzere iki farklı metot ile üretilmiş alüminyum bronzun kuru ortam atmosferik koşullarında, farklı yükleme şartlarında, farklı kayma hızlarında ve farklı aşınma mesafelerinde aşınma özelliklerinin incelenmesi ve bulunan sonuçların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, iki farklı metot ile üretilmiş olan alüminyum bronz alaşımlarının mikro yapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Alaşımların aşınma testleri ise pin on disk esaslı bir deney sisteminde gerçekleştirilmiştir. Bu deneyler sonucunda, iki farklı metot ile üretilmiş alaşımların farklı çalışma şartlarındaki aşınma kayıpları, sürtünme katsayısı değişimleri ve aşınma mekanizmaları belirlenerek karşılaştırmalar yapılmıştır. İlk sonuçlara göre, dövme yöntemi ile üretilmiş alüminyum bronzunun özellikle yüksek yükleme şartlarında döküm yöntemi ile üretilmiş alüminyum bronzuna göre daha yüksek aşınma direncine sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, dövme yöntemi ile üretilmiş alüminyum bronzun bütün yükleme şartlarında döküm yöntemi ile üretilmiş alüminyum bronzuna göre daha düşük bir sürtünme katsayısı sergilemiştir. Söz konusu davranışlar her iki metot ile üretilmiş alüminyum bronz malzemenin mikroyapı, mekanik özellik ve etkin aşınma mekanizmalarına dayandırılarak açıklanmıştır.

Aluminum bronzes are among the most important copper alloys due to their high corrosion and good wear characteristics. Aluminum bronzes are considered excellent materials for applications requiring superior adhesive wear resistance and high corrosion, especially under heavy loads. In this study, it is aimed to examine the wear properties of aluminum bronze in the nominal composition of CuAl10Fe, produced by two different methods, namely forging and casting, in dry ambient atmospheric conditions, at different loading conditions, at different shear rates and at different wear distances, and to compare the results. For this purpose, microstructures and mechanical properties of aluminum bronze alloys produced by two different methods were investigated. The wear tests of the alloys were carried out in a pin-on-disc test system. As a result of these experiments, the wear losses, friction coefficient changes and wear mechanisms of the alloys produced by two different methods under different operating conditions were determined and compared. According to the preliminary results, it was determined that the aluminum bronze produced by the forging method has higher wear resistance than the aluminum bronze produced by the casting method, especially under high loading conditions. In addition, aluminum bronze produced by forging method exhibited a lower friction coefficient than aluminum bronze produced by casting method under all loading conditions. These behaviors are explained based on the microstructure, mechanical properties and effective wear mechanisms of the aluminum bronze material produced by both methods.