Bu çalışmada, silisyum oranları %0,5 ile %3 arasında yer alan altı adet Zn-15Al-3Cu-Si alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi. Silisyum oranının üretilen alaşımların yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkileri araştırıldı. Alaşımların içyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersif spektrometresi (EDS) yardımıyla incelendi. Sertlikleri Rockwell F yöntemi ile ölçüldü. Mukavemet ve süneklik değerleri ise çekme deneyi yardımıyla belirlendi. Sürtünme ve aşınma deneyleri blok-disk esaslı bir deney düzeneğinde gerçekleştirildi. Zn-15Al-3Cu-(0,5-3)Si alaşımlarının içyapılarının β, ötektik β+ η, ötektoid α + η ve ε fazları ile birincil silisyum parçacıklarından oluştuğu gözlendi. Alaşımların silisyum oranının %1’i aşması durumunda, birincil silisyum parçacıklarının yapı içerisinde rastgele kümelendikleri görüldü. Alaşımların sertlik değerleri artan silisyum oranı ile sürekli artarken, kopma uzaması değerlerinin sürekli azaldığı; çekme dayanımı değerinin ise %1 Si oranına kadar az da olsa bir artış sergiledikten sonra azaldığı gözlendi. Zn-15Al-3Cu-(0,5-3)Si alaşımlarının sürtünme katsayısı, çalışma sıcaklığı ve hacim kaybı değerlerinin deneylerin başlangıç aşamasında hızlı bir artış gösterdikten sonra kararlı durumlara ulaştıkları gözlendi. İncelenen alaşımlar içerisinde en düşük hacim kaybı bir başka deyişle en yüksek aşınma direnci Zn-15Al- 3Cu-1Si alaşımından elde edildi. Sürtünme ve aşınma deneylerinden elde edilen bulgular alaşımların yapısal ve mekanik özelliklerine dayandırılarak açıklandı.  

Keywords - Zn-15Al esaslı alaşımlar; Si oranı; İçyapı; Mekanik özellikler; Sürtünme; Aşınma

[1] F. E. Goodwin, and A. L. Ponikvar, Engineering Properties of Zinc Alloys, International Lead Zinc Research Organization, 3nd, USA, 1989.

[2] E. Gervais, R. J. Barnhurst, and C. A Loong, “An analysis of selected properties of ZA alloys,” Jom-J Min Met Mat S., vol. 37, pp. 43 ̶ 47, Nov. 1985.

[3] A. F. Skanazi, J. Pelerin, D. Coutsouradis, B. Magnus, and M. Meeus, “Some recent developments in the improvement of the mechanical properties of zinc foundry alloys,” Metallwissenschaft und Technik, vol. 37, pp. 898 ̶ 902, Sept. 1983.

[4] E. Gervais, H. Levert, and M. Bess, “The development of a family of zinc-based foundry alloys,” in 84th Casting Congress & Exhibition, 1980, pp. 183 ̶ 194.

[5] A. P. Hekimoğlu, and T. Savaşkan, “Effects of contact pressure and sliding speed on the unlubricated friction and wear properties of Zn- 15Al-3Cu-1Si alloy,” Tribol T., vol. 59, pp. 1114 ̶ 1121, Apr. 2016.

[6] A. P. Hekimoğlu, and T. Savaşkan, “Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımı ve SAE 660 bronzunun yağlı durumdaki aşınma karakteristikleri,” J Fac Eng Archit Gaz., vol. 33, pp. 145 ̶ 154, 2018.

[7] A. P. Hekimoğlu, and T. Savaşkan, “Structure and mechanical properties of Zn-(5-25)Al alloys,” Int J Mater Res., vol. 105, pp. 1084 ̶1089, Nov. 2014.

[8] T. Savaşkan, O. Bican, and Y. Alemdağ, “Developing aluminium-zincbased a new alloy for tribological applications,” J Mater Sci., vol. 44, pp. 1969 ̶ 1976, Apr. 2009.

[9] P. P. Lee, T. Savaşkan, T. and E. Laufer, “Wear resistance and microstructure of Zn-Al-Si and Zn-Al-Cu alloys,” Wear, vol. 117, pp. 79 ̶ 89, Jun. 1987.

[10] B. K. Prasad, “Effects of silicon addition and test parameters on sliding wear characteristics of zinc-based alloy containing 37,5% aluminium,” Mater Trans., vol. 38, pp. 701 ̶ 706, Feb. 1997.

[11] A. Türk, C. Kurnaz, and H. Şefik, “Comparison of the wear properties of modified ZA-8 alloys and conventional bearing bronze,” Mater Design., vol. 28, pp. 1889 ̶ 1897, Jul. 2007.

[12] A. Türk, M. Durman, and E. S. Kayalı, “The effect of manganase on the microstructure and mechanical properties of zinc-aluminium based ZA-8 alloy,” J Mater Sci., vol. 42 pp. 8298 ̶ 8305, Oct. 2007.

[13] Y. Iwai, W. Hou, T. Honda, and H. Yoneda, “Wear behaviour of high tensile strength aluminium alloy under dry and lubricated conditions,” Wear, vol. 196, pp. 46 ̶ 53, Aug. 1996.

[14] B. K. Prasad, “Effect of microstructure on the sliding wear performance of a Zn-Al-Ni alloy”, Wear, vol. 240, pp. 100 ̶ 112, May. 2000.

[15] B. K. Prasad, “The effect of heat treatment on sliding wear behaviour of a zinc-based alloy containing nickel and silicon,” Tribol Lett., vol. 15, pp. 333 ̶ 341, Oct. 2003.

[16] T. Savaşkan, A. P. Hekimoğlu, and G. Pürçek, “Effect of copper content on the mechanical and sliding wear properties of monotectoidbased zinc-aluminium-copper alloys,” Tribol Int., vol. 37, pp. 45 ̶ 50, Jan. 2004.

[17] T. Savaşkan, G. Pürçek, G. and A. P. Hekimoğlu, “Effect of copper content on the mechanical and tribological properties of ZnAl27-based alloys,” Tribol Lett, vol. 15, pp. 257 ̶ 263, Oct. 2003.

[18] T. Savaşkan, and A. P. Hekimoğlu, “Relationships between mechanical and tribological properties of Zn-15Al based ternary and quaternary alloys,” Int J Mater Res., vol. 107, pp. 646 ̶ 652, Jun. 2016.

[19] T. Savaşkan, and A. P. Hekimoğlu, “Microstructure and mechanical properties of Zn-15Al based ternary and quaternary alloys,” Mat Sci Eng A-Struct., vol. 603, pp. 52 ̶ 57, May. 2014.

[20] T. Savaşkan, and O. Bican, “Effects of silicon content on the microstructural features and mechanical and sliding wear properties of Zn-40Al-2Cu-(0-5)Si alloys,” Mat Sci Eng A-Struct., vol. 404, pp. 259 ̶269, Sep. 2005.

[21] T. Savaşkan, T. and A. Aydıner, “Effect of silicon content on the mechanical and tribological properties monotectoid-based zincaluminium-silicon alloys,” Wear, vol. 257, pp. 377 ̶ 388, Aug. 2004.

[22] Y. Alemdağ and T. Savaşkan, “Effects of silicon content on the mechanical properties and lubricated wear behaviour of Al-40Zn-3Cu- (0-5)Si alloys,” Tribol Lett, vol. 29, pp. 221 ̶ 227, Mar. 2008.

[23] B. K.Prasad, “Effects of partially substituting copper by silicon on the physical, mechanical and wear properties of a Zn-37.5%Al-based alloy,” Mater Charact., vol. 44 pp. 301 ̶ 308, Mar. 2000.

[24] O. Bican, and T. Savaşkan, “Influence of test conditions on the lubricated friction and wear behaviour of Al-25Zn-3Cu alloy,” Tribol Lett., vol. 37, pp. 175 ̶ 182, Feb. 2010.