Presented at the 3rd International Symposium on Innovative Approaches in Scientific Studies (Engineering and Natural Sciences) (ISAS2019-ENS), Ankara, Turkey, Apr 19, 2019

SETSCI Conference Proceedings, 2019, 4, Page (s): 427-433 , https://doi.org/

Published Date: 01 June 2019    | 703     6

Bu çalışmada kokil kalıba döküm yöntemiyle üretilen Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımına T5 ve T7 ısıl işlemleri uygulandı. Alaşımın dökülmüş ve ısıl işlem görmüş durumlardaki numunelerinin içyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersif spektrometresi (EDS) ile incelendi. Söz konusu numunelerin sertlikleri Rockwell F yöntemi ile ölçüldü, mukavemet ve süneklik değerleri ise bir üniversal deney makinesinde yapılan çekme deneyi yardımıyla belirlendi. Sürtünme ve aşınma deneyleri blok-disk esaslı bir deney düzeneğinde gerçekleştirildi. Elde edilen sonuçlar, piyasadan temin edilen SAE 660 bronzundan aynı koşullarda elde edilen bulgular ile karşılaştırıldı. Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımının dökülmüş durumdaki içyapısının dendritik β, ötektik β+ η, ötektoid α + η ve ε fazlarının yanı sıra birincil silisyum parçacıklarından oluştuğu görüldü. T5 ısıl işleminin alaşımın dendritik yapısını etkilemediği, ancak ε fazının parçalanarak boyutunun küçülmesine yol açtığı gözlendi. T7 ısıl işlemi sonunda ise Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımının dendiritik
yapısının tamamen ortadan kalkarak bunun yerini α ve η fazlarından oluşan ince taneli bir yapının aldığı, ε fazının ise kısmen dönüştüğü görüldü. T5 ve T7 ısıl işlemlerinin Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımının sertlik, çekme dayanımı, kopma uzaması ve aşınma direnci değerlerini farklı oranlarda azalttığı gözlendi. Ancak Zn-15Al-3Cu-1Si alaşımının hem dökülmüş hem de ısıl işlem görmüş durumlarda SAE 660 bronzundan daha yüksek aşınma direnci sergilediği görüldü.  

Keywords - Zn-15Al esaslı alaşımlar; Isıl işlem; Mekanik özellikler; Sürtünme; Aşınma

[1] T. Savaşkan, and Y. Alemdağ, “Effects of pressure and sliding speed on the friction and wear properties of Al-40Zn-3Cu-2Si alloy: A comparative study with SAE 65 bronze,” Mat Sci Eng A-Struct, vol. 496, pp. 517 ̶ 523, Nov. 2008.

[2] B. K. Prasad, “Sliding wear response of a zinc-based alloy and its composite and comparison with a gray cast iron: influence of exeternal lubrication and microstructural features,” Mat Sci Eng A-Struct, vol. 392, pp. 427 ̶ 439, Feb. 2005.

[3] P. Delneuville, “Tribological behaviour of Zn-Al alloys (ZA27) compared with bronze when used as a bearing material with high load and very low speed,” Wear, vol. 105, pp. 283 ̶ 292, Oct. 1985.

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

[5] 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.

[6] W. Köster, and K. Moeller, “The constitution and volume changes of Zn-Cu-Al alloys. V. The division of the ternary phases at low temperatures,” Z. Metallkd., vol. 34, pp. 206 ̶ 207, 1942.

[7] W. Köster, and K. Moeller, “On the synthesis and constitution of zinccopper-aluminum alloys. II. The correlation of CuAl with the ternary crystalline phase,” Z. Metallkd., vol. 33 pp. 284 ̶ 288, 1941.

[8] W. Köster, On the synthesis and constitution of alloys of brass. III. Review of the equilibrium in copper-aluminum-zinc System, Z. Metallkd., vol. 33, pp. 289 ̶ 296, 1941.

[9] A. P. Hekimoğlu, “Bakır ve/veya silisyum içeren Zn-15Al esaslı alaşımların yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi” PhD thesis, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye, Tem. 2013.

[10] T. Savaşkan, and A. P. Hekimoğlu, “Effect of quench ageing treatment on the microstructure and properties of Zn-15Al-3Cu alloy,” Int J Mater Res., vol. 106, pp. 481̶ 487, Feb. 2015.

[11] 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.

[12] 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

[13] 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.

[14] 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.

[15] B. K. Prasad, “Influence of heat treatment parameters on the lubricated sliding wear behaviour of a zinc based alloy,” Wear, vol. 257, pp. 1137 ̶1144, Dec. 2004.

[16] M. T. Jovanoviç, I. Bobiç, B. Djuriç, N. Grohovac, and N. Iliç, “Microstructural and sliding wear behaviour of a heat-treated zincbased alloy,” Tribol Lett., vol. 25, pp. 173 ̶ 184, Oct. 2007.

[17] B. Bobic, S. Mitrovic, M. Babic, A. Vencl, and I. Bobic, “Corrosion behavior of the as-cast and heat-treated ZA27 alloy,” Tribology in Industry, vol. 33, pp. 87 ̶ 93, Jun. 2011.

[18] 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.

[19] 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.

[20] S. Murphy, and T. Savaşkan, “Comparative wear behaviour of Zn-Albased alloys in an automotive engine application,” Wear, vol. 98, pp 151–161,