Effect of Working Conditions on the Lubricated Wear Behavior of Zn–40Al–2Cu–2Si Alloy in the As-Cast and T6 Heat-Treated States

Abstract

In order to determine the effect of working conditions on the lubricated wear behavior of Zn-40Al-2Cu-2Si alloy in the as cast and T6 heat-treated states, its tribological properties were studied at different oil flow rates, contact pressures, and sliding speeds in comparison with SAE 660 bronze. It was observed that the friction coefficient, temperature, and wear volume of both materials decrease, but their average surface roughness increase with increasing oil flow rate. As the pressure increased, the friction coefficient and average surface roughness of the experimental materials decreased, but their temperature and wear volume increased. It was also found that the working temperature of these materials increased, but their wear volume showed a decrement and a subsequent increment with increasing sliding speed. In addition, their wear volume and average surface roughness showed opposite changes with the sliding speed. The results of the lubricated friction and wear tests were discussed in terms of the microstructure and mechanical properties of the experimental materials and test conditions. Zn-40Al-2Cu-2Si alloy in both as cast and heat-treated conditions showed lower wear volume and friction coefficient than SAE 660 bronze. This indicates that Zn-40Al-2Cu-2Si alloy can be used to manufacture diesel engine crankshaft journal bearings.

T5 ve T6 ısıl işlemlerinin Zn-40Al-2Cu-0,1Sr alaşımının yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi

“…T6 ısıl işlemi ise alaşımın 375℃ sıcaklıkta 36 saatlik bir süre çözündürülmesi, su verilmesi ve 180℃ sıcaklıkta 2 dakikalık bir süre yaşlandırılması ile gerçekleştirildi. Isıl işlem koşulları bu konuda daha önce yapılan çalışmalardan [15,18,30] elde edilen verilerden yararlanılarak belirlendi.…”

“…Öte yandan T5 ısıl işlemi söz konusu alaşımın kopma uzamasını %7,7 oranında artırırken, T6 ısıl işleminin bu değeri %46 oranında azalttığı görülmektedir. Alaşımın sertlik ve çekme dayanımında meydana gelen bu artışlar çökelme sertleşmesi mekanizmasından kaynaklanmaktadır [15,27]. T6 ısıl işlemi kapsamındaki çözündürme ve su verme aşamalarından sonra aşırı doymuş durumdaki α fazının yaşlandırılması sırasında çekirdeklenme ve büyüme mekanizması ile η çökeltileri oluşmaktadır [18,32,38].…”

“…Uygulanan ısıl işlemlerin alaşımın mekanik ve tribolojik özellikleri üzerindeki etkileri gözlenen yapısal değişimlere dayandırılarak açıklandı. 10.17341/gazimmfd.1249792 Anahtar Kelimeler: Zn-40Al-2Cu-0,1Sr alaşımı, içyapı, mekanik özellikler, sürtünme, aşınma Investigation of the effects of T5 and T6 heat treatments on the structural, mechanical, and tribological properties of Zn-40Al-2Cu-0.1Sr alloy [15,17,18]. Bu çalışmalarda Zn-Al esaslı alaşımların mukavemet değerlerinin ve dolayısıyla performanslarının alaşım elementi ilavesi, ısıl işlem uygulama ve tane inceltme gibi yöntemler ile artırılabileceği görülmüştür [18][19][20][21].…”

“…Bu çalışmalarda Zn-Al esaslı alaşımların mukavemet değerlerinin ve dolayısıyla performanslarının alaşım elementi ilavesi, ısıl işlem uygulama ve tane inceltme gibi yöntemler ile artırılabileceği görülmüştür [18][19][20][21]. Yapılan çalışmalar sonucunda Zn-Al alaşımlarının mekanik ve tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi için en uygun element katkısının bakır olduğu belirlenmiştir [13,15,17]. Özellikle %2 dolayındaki bakır katkısının farklı oranlarda alüminyum içeren Zn-Al alaşımlarının sertlik, mukavemet ve aşınma direnci değerlerini önemli ölçüde artırdığı ortaya konulmuştur [16,17,22].…”

Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımının mekanik ve tribolojik özelliklerinin korelasyonu

“…It was also shown that the mechanical and tribological properties of this alloy can be further improved by application of some heat treatments including T6 and isothermal transformation (Michalik, 2018;Savaşkan and Hekimoğlu, 2015;Savaşkan et al, 2021;Savaşkan et al, in press). The microstructure, mechanical and tribological properties of this alloy have been studied and discussed in detail (Savaşkan et al, 2021;Savaşkan et al, 2022;Savaşkan et al, in press), but no study has been conducted on the correlation of its mechanical and tribological properties. Therefore, the aim of this work is to determine the relationships between the mechanical and lubricated wear properties of this alloy using the data reported in the recently published papers of the authors of this paper (Savaşkan et al, 2021;Savaşkan et al, 2022;Savaşkan et al in press).…”