Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi
Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1441 - 1449 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.460542 İndeks Tarihi: 04-01-2021
Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi
Öz: Bu çalışma da mekanik alaşımlama yöntemiyle Titanyum (Ti-6Al-4V) tozuna takviye edilen Karbon Nanotüplerinfarklı üretim sinterleme koşullarının mikroyapı, yoğunluk ve aşınma direnci üzerine etkileri incelenmiştir. Mekanikalaşımlama ile üretilen tozlar, soğuk izostatik pres kalıbı ile 250 MPa basınç altında sıkıştırılarak silindirikkompozit numuneler elde edilmiştir. Üretilen ham numuneler, 1275°C'de 60 dakika süre ile yüksek saflıktaki argonortamı ve yüksek vakum (1,2 10-5 mbar) altında sinterlenmiştir. Ti-6Al-4V/KNT metal matrisli kompozitin aşınmadavranışı pin-on-disk aşınma test cihazı kullanılarak incelendi. Farklı sinterleme sıcaklıklarında elde edilen Ti-6Al4V /KNT alaşımlarının aşınma davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Uygun koşullar altında takviyeliKarbon Nano Tüp 'ün aşınma oranını iki dereceden fazla azaltabileceği görülmüştür. Bu geliştirilmiş aşınmaperformansını takviye oranları ile ilişkilendiren çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Ti-6Al-4V kompozitlerin aşınmadeney sonuçları, karbon nano tüp oranlarının değişimi ile farklı aşınma türlerinin oluştuğu ve aşınma direnciniarttırdığı gözlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda aşınma direnci doğrudan hacimce takviye edilen % v/vKarbon Nano Tüp oranları ile değiştiği ve artan takviye oranına bağlı olarak arttığı ancak %5 KNT oranı ilemalzemede artan aglomerasyon sonucu bu özeliklerde azalış görülmüştür.
Anahtar Kelime: Investigation of wear behavior of Ti-6Al-4V/CNT composites reinforced with carbon nanotubes
Öz: In this study, the effects of different production conditions and different sintering conditions on microstructure, density and wear resistance of Multi-wall carbon nanotubes (CNTs) powders reinforced with Titanium (Ti-6Al4V) powder by mechanical alloying were examined. The powders produced by mechanical alloying were compressed with a Cold Isostatic Press die under a pressure of 250 MPa in this molding machine to obtain cylindrical composite specimens. These raw specimens were extruded at 1275°C for 60 minutes in a high purity argon atmosphere and high vacuum (1.2 10-5 mbar). The erosive wear behavior of the Ti-6Al-4V / CNTs metal matrix composite was studied using a pin-on-disc wear tester. The abrasion behavior of a Ti-6Al-4V / CNTs alloy after various heat treatments has been studied on abrasive wear. Under appropriate conditions it has been shown that reinforced CNTs can reduce the wear rate by more than two orders of magnitude. Various investigations have been carried out detailing the reinforcement rates of this improved wear performance. The friction and wear data show a clear surplus value added to the composite Ti-6Al-4V wear modes. As a result, in the experimental studies made, it is seen that the wear resistance increase according to the v/v % CNTs ratio which is directly supplemented to the volume. However, this properties had been decrease with the %5 CNTs ratio.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Jackson A G., Moteff J., Froes F H., Advanced titaniumalloy department via powder metallurgy, J. Met. 31, 145-145, 1979.
- 2. Alman D E., Hawk J A., The abrasive wear of sintered titanium matrix–ceramic particle reinforced composites, Albany Research Center, USA, 21, 225–229, 1999.
- 3. Chuvildeev V., Panov D., Boldin M., Nokhrin A., Blagoveshchensky Y V., Sakharov V., Shotin S., Kotkov D., Structure and properties of advanced materials obtained by Spark Plasma Sintering, Acta Astronautica, 109 ,172-176, 2015.
- 4. Budinski K G., Tribological properties of titanium alloys, in: K.C, Wear of Materials, Am. Soc. Mech. Eng., New York, 11,289–299, 1991.
- 5. Anzawa S., Takizawa H., Tanimoto T., Ogawa A., Development of high strength MWCNT reinforced titanium alloy matrix composites, The 11th world conference on titanium program -149, 2007.
- 6. Wang L., Lang Z B., Shi H P., Properties and forming process of prealloyed powder metallurgy Ti-6Al4V alloy, Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 17, 639-643, 2007.
- 7. Hagiwara M., Kaieda Y., Kawabe Y., Miura S., Fatigue property enhancement of alpha-beta titanium alloys by blended elemental P/M approach, ISIJ Int. 31, 922- 930,1991.
- 8. Yamada M., An overview on the development of titanium alloys for non-aerospace applications in Japan, Mater. Sci. Eng. A 213, 8–15, 1996.
- 9. Waterhouse R B., Iwabuchi A, High temperature fretting wear of four titanium alloys, Wear 106, 303– 313,1985.
- 10. Ranganath S., A review on particulate-reinforced titanium matrix composites, J. Mater. Sci.32 1–16, 1997.
- 11. Cai A W., Feng X., Sui J., Preparation of multi-walled carbon nanotube-reinforced TiNi matrix composites from elemental powders by spark plasma sintering, Rare Metals, 31, 48-50, 2012.
- 12. Gülsoy H.Ö., Gülsoy N., Calışıcı R., Particle morphology influence on mechanical and biocompatibility properties of injection molded Ti alloy powder, Bio-medical materials and engineering, 24, 1861-1873, 2014.
- 13. Akbulut H., Kara Y., Mechanical behavior of helical springs made of carbon nanotube additive epoxy composite reinforced with carbon fiber, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (2), 417-428, 2017
- 14. Fırat F.K, and Eren A. Investıgatıon of FRP Effects on Damaged Arches in Hıstorıcal Masonry Structures. Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University, 30 (4), 659-670, 2015.
- 15. Nutt S R., Ruff A W., A study of the friction and wear behavior of titanium under dry sliding conditions, Wear of Materials, Am. Soc. Mech. Eng. New York, 426–433, 1983.
- 16. Kayacan M.C., Delikanlı Y.E., Duman B., Özsoy K., Examining of mechanical properties of transitive (variable) porous specimens produced by SLS using ti6Al4v alloy powder, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 33 (1) 127-143, 2018.
- 17. Soorya P K., Gopala P M., Anburoseb D., Kavimania V., Mechanical, corrosion and wear characteristics of powder metallurgy processed Ti-6Al-4V/B4C metal matrix composites, Ain Shams Engineering Journal, https://doi.org/10.1016/j.asej.2016.11.003, 2016.
- 18. Munir K S., Oldfield D T., Wen C., Role of Process Control Agent in the Synthesis of Multi‐Walled Carbon Nanotubes Reinforced Titanium Metal Matrix Powder Mixtures, Advanced Engineering Materials, 18, 294- 303, 2016.
- 19. Munir K S., Qian M., Li Y., Oldfield D T., Kingshott P., Zhu D M., Wen C., Quantitative Analyses of MWCNT‐ Ti Powder Mixtures using Raman Spectroscopy: The Influence of Milling Parameters on Nanostructural Evolution, Advanced Engineering Materials, 17, 1660- 1669, 2015.
- 20. Gülsoy H.Ö., Bilici M K., Bozkurt Y., Salman S., Enhancing the wear properties of iron based powder metallurgy alloys by boron additions, Materials and Design 28, 2255–2259, 2007.
- 21. Revankar G.D., Shetty R., Rao S.S., Gaitonde V.N., Wear resistance enhancement of titanium alloy (Ti– 6Al–4V) by ball burnishing process, Journal of Materials Research and Technology, 6, 13-32, 2017.
- 22. Dass K., Chauhan S.R., Gaur B.,Evaluation of Mechanical, Friction, and Wear Characteristics of Nano-Ti6Al4V Filled Ortho Cresol Novalac Epoxy Composites under Dry Sliding Condition, https://doi.org/10.1002/adv.p.21491,2014
| APA | TOPCU İ, Güllüoğlu A, BİLİCİ M, gulsoy o (2019). Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. , 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| Chicago | TOPCU İsmail,Güllüoğlu Arif,BİLİCİ M. Kemal,gulsoy ozkan Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. (2019): 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| MLA | TOPCU İsmail,Güllüoğlu Arif,BİLİCİ M. Kemal,gulsoy ozkan Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. , 2019, ss.1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| AMA | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. . 2019; 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| Vancouver | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. . 2019; 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| IEEE | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o "Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi." , ss.1441 - 1449, 2019. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| ISNAD | TOPCU, İsmail vd. "Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi". (2019), 1441-1449. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460542 |
| APA | TOPCU İ, Güllüoğlu A, BİLİCİ M, gulsoy o (2019). Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(3), 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| Chicago | TOPCU İsmail,Güllüoğlu Arif,BİLİCİ M. Kemal,gulsoy ozkan Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.3 (2019): 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| MLA | TOPCU İsmail,Güllüoğlu Arif,BİLİCİ M. Kemal,gulsoy ozkan Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.3, 2019, ss.1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| AMA | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| Vancouver | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1441 - 1449. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| IEEE | TOPCU İ,Güllüoğlu A,BİLİCİ M,gulsoy o "Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.1441 - 1449, 2019. 10.17341/gazimmfd.460542 |
| ISNAD | TOPCU, İsmail vd. "Karbon nanotüp takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/3 (2019), 1441-1449. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460542 |
