Al/Al-B4C takviyeli sandviç kompozit üretimi ve darbe davranışının incelenmesi
Production of Al/Al-B4C reinforced sandwich composite and investigation of impact behavior
- Tez No: 791552
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BAKİ KARAMIŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: FDM plaka, sinterleme, darbe testi, yaşlandırma, bor karbür, FGM plate, sintering, impact test, aging treatment boron carbide (B4C)
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler kompozit malzemelerin farklı uygulamalarından biri olup metal/metal, metal/seramik veya metal/metal-seramik gibi malzemelerin farklı kombinasyon veya oranlarda bir araya getirilmesiyle elde edilirler. Mekanik özellikler malzeme kesitindeki derecelendirmeye bağlı olarak değişim gösterirler. Bu çalışmada 5xxx serisi ve 6xxx serisi alüminyum alaşımları kullanılarak üç katmanlı bir kompozit malzeme üretilmiştir. Kompozit malzemenin alt katmanı Al 5005, orta katmanı Al 6061/B4C metal matrisli kompozit, üst katmanı ise Al 6061'den oluşmaktadır. Malzemeler, iki plaka arasına Al6061/B4C tozların serilmesi ve 80 MPa basınç altında 600 ˚C derece sıcaklıkta 1 saat sinterlenmesi ile üretilmiştir. Daha sonra malzemelere 530 ˚C sıcaklıkta su verilmiş ve 200 ˚C sıcaklıkta 1 saat suni yaşlandırma uygulanmıştır. Isıl işlemle birlikte darbe yüklerine maruz kalan malzemelerde tokluk değeri düşük malzemelerin kırılma enerjileri de düşmektedir. Üretilen bu malzemede kullanılan 5xxx serisi katman ısıl işlem ile mekanik özellikleri iyileştirilebilir malzeme olmadığı için ısıl işlem sonrası tokluk değerini muhafaza etmiştir. Dolayısıyla malzeme, dikey kesitinde sertliğin düşükten yükseğe değiştiği FDM bir malzemeye dönüşmüştür. Malzemelere uygulanan darbe testlerine göre FDM malzemeler ham Al 6061 malzemeye göre kırılma enerjilerini yüksek oranda arttırmıştır. Bazı test numunelerinin katmanları ayrılma göstermiş, bu da ısıl işlem sebepli ile arayüzey bağlarının zayıfladığını göstermiştir. Orta katmandaki B4C oranının artması ile de maksimum temas kuvveti artarken kırılma enerjisi düşmüştür.
Özet (Çeviri)
Functionally graded materials are one of the different applications of composite materials and they are obtained by combining materials such as metal/metal, metal/ceramic, or metal/metal-ceramic in different combinations or ratios. The mechanical properties of the material, vary depending on the gradation in the material cross-section. In this study, a three-layer laminated composite material was produced with Al 5xxx and Al 6xxx series aluminum alloys. The bottom layer of the composite material is an Al 5005 plate, the middle layer is Al 6061/B4C mixed metal composite and the top layer is Al 6061 plate and layer thicknesses are 2, 2, and 4 mm, respectively. The materials were produced by laying Al 6061 and Al 6061/B4C mixed powders between two plates and sintering for 1 hour at 600 °C under 80 MPa pressure. Then, the materials were quenched at 530 °C and artificially aged at 200 °C for 1 hour. As heat treatment improves the mechanical properties, it also decreases the toughness values of the material. The fracture energies of materials with low toughness values also decrease in materials exposed to impact loads. The Al 5xxx series layer that has been used in this study, retained its toughness value after heat treatment since it is not a material that mechanical properties can be improved by heat treatment. However, the powder layer gained a lower hardness value compared to the Al 6061 plate. Therefore, the materials have evolved into an FGM material which has increased their fracture energies significantly compared to the raw Al 6061 material. But, some test samples showed separation between layers, indicating that the layer bonds weakened due to the heat treatment. With the increase of the B4C ratio in the middle layer, while the maximum contact force increased, the fracture energy decreased.
Benzer Tezler
- Al/B4C metal köpük katmanlı kompozit malzeme üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Al/B4C metal foam layer composite materials production andinvestigation of the mechanical properties
BETÜL SAYGILI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN ÇITAK
ÖĞR. GÖR. HALİL KARAKOÇ
- Toz metalurjisi yöntemi ile Al esaslı parçacık takviyeli sandviç metalik köpük üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Production of particles reinforced Al based sandwich metallic foams by powder metallurgy techniques and investigation of their mechanicial properties
HANİFİ ÇİNİCİ
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜRKER
- Kompozit formunda alüminyum matrisli köpük üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterisation of aluminum matrix composite foam
BİLGEHAN CEM TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
- Al-12Si ve Al-12Si+Al matrisli B4C partikül takviyeli kompozit kaplamaların soğuk dinamik gaz püskürtme tekniği ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Characteristics of B4C reinforced Al-12Si and Al-12Si+Al matrix composites deposited by cold spray process
CANER SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Alüminyum matrisli B4C takviyeli kompozitlerin döküm yöntemi ile üretimi
Processing of B4C-reinforced al matrix by casting technique
FATİH TOPTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. IŞIL KERTİ