Geri Dön

Kapalı hücreli metalik köpüklerde hücre morfolojisinin mekanik özelliklere etkisi ve fotoelastisite yönteminin kullanılabilirliği

Effect of cell morphology on mechanical properties of closed cell metal foams and usability of photoelasticity method

  1. Tez No: 321551
  2. Yazar: ERSİN BAHÇECİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZÇATALBAŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 148

Özet

Bu çalışmada, Al esaslı kapalı hücreli metalik köpüklerde hücre morfolojisinin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. AlSi8Mg0,8 alaşımı metalik köpük malzemeler Toz Metalurjisi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Ağırlıkça %8 Si, %0,8 Mg, %0,8-1,2 TiH2 oranlarındaki tozlar ve kalanı Al tozu olmak üzere üç eksenli Turbola cihazında 45 dakika süreyle karıştırılmıştır. Karışım tozlar oda sıcaklığında 300 MPa basınçta silindirik biçimde preslenmiş, 500 oC'de 1 saat süreyle sinterlemiş ve ardından 8:1 oranında 450 oC'de sıcak ekstrüzyon işlemi uygulanmıştır. Ekstrüze edilmiş malzemelere 400 oC'de %50 deformasyon oranına kadar sıcak/ılık haddeleme işlemi uygulanmış ve köpürmeye hazır lama biçimli preform numuneler üretilmiştir. Preform lama malzemeler, ön ısıtmasız ve yaklaşık 400oC'de ön ısıtmalı kalıp içerisinde 720 ve 760 oC fırın sıcaklıklarında köpürtülmüştür. Bu sayede üç farklı yoğunluk aralığında ve üç farklı hücre boyutunda metalik köpük numuneler üretilmiştir. Metalik köpüklerin değişik elastik gerilmeler altındaki basma gerilme dağılımları fotoelastisite yöntemiyle incelenmiştir. Genel olarak köpük hücre duvarı mikroyapısı ?-Al dendtrit fazı, Al-Si ötektik fazı, birincil Si fazı, yapı içerisinde çözünmüş Ti ve yarı kararlı hegzagonal ß?- Mg2Si çökeltisinden oluşmuştur. Metalik köpüklerin basma deformasyonu sonucunda yaklaşık aynı yoğunluktaki köpük malzemelerin farklı ortalamahücre boyutu ve şekil faktörü, kırılma ve çökme mekanizmalarının türünü değiştirmiştir. Aynı yoğunluk aralığındaki köpük malzemelerin basma dayanımları, hücre boyutu artıkça azalırken, şekil faktörü ideale yakın olan malzemelerde artmıştır. Metalik köpük malzemenin akma gerilmesine kadar gözenek duvarlarında oluşan gerilme dağılımları fotoelstisite yöntemiyle belirlenebilmiştir.Anahtar Kelimeler : Metalik köpük, Al alaşımı köpük, Kapalı hücre, Şekil faktörü, Hücre boyutu, Fotoelastisite metodu, Basma dayanımı

Özet (Çeviri)

In this study, effects of cell morphology on the mechanical properties of Albasedclosed cell metal foams were investigated. AlSi8Mg0.8 alloy closed cell metallic foams were produced by Powder Metallurgy (PM) route. By weight of Al, 8% Si, 0.8% Mg and 0.8 - 1.2% TiH2 powders were mixed in a three dimensional Turbulo for 45 min. Mixed powders were compacted at roomtemperature under 300 MPa pressure and sintered at 500 oC for an hour and then hot extrusion process at the rate of 8:1 with 450 oC was applied. Extrudedmaterials were rolled up to 50 % hot / warm deformation rate at 400 oC and also plate-shaped preform plate samples which are ready to foam wereproduced. Preform plate materials were foamed at 720 and 760 oC furnacetemperatures after placed in foaming mold with and without pre-heated. By this way, metallic foams were produced in three different density and three different cell Compressive stress distrubution of Al based metallic foams under different compressive elastic stress were investigated by photostress method.Generally, microstructure of the foam cell walls was consisted of ?-Al dendrite phase, Al-Si eutectic structure, primary Si, Ti dissolved in the structure and metastable hexagonal ß'-Mg2Si precipitates. As a result of compression deformation of metallic foams, the type of fracture and collapse mechanism were changed by differences in cell size and shape factor of foam materials with about same density. Compression strength of the foam materials in same density decreased with increasing cell size. However, it increased for foam materials have close to ideal shape factor. The stress distribution up to yield stress formed on the cell wall could be determined with Photoelasticity method.Keywords : Metalic foam, Al foam, Closed cell, Shape factor, Cel size, Photoelasticity method, Compressive strength

Benzer Tezler

  1. Development of extruded high impact polystyrene foams

    Ekstrüzyon yöntemiyle yüksek darbe dayanımlı polistiren köpük malzemesinin geliştirilmesi

    EMRE DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR

  2. Parçacık takviyeli alüminyum köpük metalinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigating of the physical and mechanical properties of particle reinforced aluminium metal foam

    ŞENOL YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Makine MühendisliğiDumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M.MUSTAFA YILDIRIM

  3. İndüksiyon sinterleme tekniği kullanılarak açık hücreli 6061 alaşımlı köpüklerin üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of al 6061 basis open cell aluminum foams by using induction sintering technique

    BAYÇU ONGUNYURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  4. Investigation of fabrication optimization and physical and mechanical properties of metallic syntactic foams manufactured by cold chamber die casting

    Açık hazneli basınçlı döküm yöntemi ile sintaktik köpük metal üretimi ve optimizasyonu ile fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesi

    ÇAĞIN BOLAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ

  5. Polimer emdirme yöntemi ile alüminyum 6063 alaşımı esaslı açık hücreli köpük üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of open cell aluminum foams by polymer replication method

    CEREN YAĞŞİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ