Development And Characterızatıon Investıgatıons Of Mechanıcally Alloyed And Actıvated Sıntered W-1 Wt % Ni Matrıx Composıtes Reınforced Wıth Tib2 And La2o3 Partıcles

Abstract

Bu çalışmada, ön alaşımlanmış W-%1Ni (ağ) tozları ve ön öğütülmüş TiB2 ve La2O3 tozları farklı kompozisyonlarda hazırlanarak farklı sürelerde mekanik alaşımlanmış ve ardından aktive edilmiş sinterleme yöntemiyle sinterlenere üretilmiştir. Mekanik alaşımlama sonucu elde edilen kompozit tozlarının partikül boyutları laser partikül boyutu cihazı ile ölçülmüş, kompozit tozlarının ve sinterlenmiş numunerelerin mikroyapı ve faz analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ve x ışınları kırınımı (XRD) teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Sinterlenmiş numunelerin yoğunlukları Arşimet tekniğiyle hesaplanmış ve mikrosertlik deneyleri Vickers mikrosertlik cihazında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sinterlenen numunerlere aşınma testi uygulanmıştır. Partikül boyut dağılımı analizi ve SEM çalışmalarında yapılan toz karakterizasyon deneyleri sonunda görülmüştür ki elde edilen kompozit tozlarının boyutları genelde 1 mikronun altındadır. TiB2 içeren tozlardan yapılan TEM çalışmaları sonucunda yapıda W2B fazına rastlanmıştır. Mekanik alaşımlama ile elde edilen tozlarınsinterlenmesi ile oluşan numunelerin analizleri sonucunda mekanik alaşımlama süresinin artmasıyla ölçülen bağıl Arşimet yoğunluk değerlerinin arttığı görülmektedir. Ancak ilave edilen TiB2 miktarının artmasıyla bu değerlerde düşüş yaşanmaktadır. Artan mekanik alaşımlama süresi ve katkı elemanlarının yapıdaki miktarı arttıkça Vickers mikrosertlik değerlerinde artış gözlenmektedir. Toplam 18 saat mekanik alaşımlanmış matriks için mikrosertlik değeri 4.08 GPa iken ağırlıkça %2 TiB2 ve %1 La2O3 içeren numunede bu değer 5.72 GPa’a yükselmektedir. Aşınma testleri göstermektedir ki ayrı ayrı gerçekleştirilen TiB2ve La2O3ilavesi malzemenin aşınma direncinde artış oluşturmaktadır. Ancak bu iki malzemenin aynı anda ilavesi durumunda artan La2O3miktarı ile aşınma direnci azalan bir eğilim göstermektedir.

In this study, pre-milled W-1 wt% Ni matrix composites reinforced with pre-milled TiB2 and/or La2O3 particles mechanically alloyed for different durations and fabricated using the activated sintering method. Microstructural and phase characterizations were carried out via PSA, SEM, TEM, OM and XRD analyses. Density measurements, hardness measurements and wear characteristics of sintered samples were also conducted. The sintered samples have relatively high Archimedes’density values which decrease with increasing TiB2 content. The sintered samples of W1Ni-2TiB2-1La2O3-12h MA’d powders have the highest relative Archimedes’ density values of 98.38%. Vickers microhardness values increase with increased mechanical alloying durations of the powders. The sintered W1Ni-2TiB2-1La2O3-12h MA’d samples have the highest Vickers microhardness value of 5.72 GPa where the value is 4.08 GPa for the sintered samples of W1Ni+12h MA powders. The sintered W1Ni-2TiB2-12h MA’d sample has the highest wear resistance of all samples. Although La2O3 addition contributes to the wear resistance itself for the samples containing TiB2 the wear resistance of the samples decreases with increasing La2O3 addition.