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
- Tez No: 321551
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZÇATALBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Development of extruded high impact polystyrene foams
Ekstrüzyon yöntemiyle yüksek darbe dayanımlı polistiren köpük malzemesinin geliştirilmesi
EMRE DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- 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
2010
Makine MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M.MUSTAFA YILDIRIM
- 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
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- 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
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ
- 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
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ