Bakır matrisli bor karbür takviyeli kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu araştırmada, toz metalurjisi (PM) prosesi olan sıcak presleme (HP) ile farklı oranlarda (ağırlıkça %1,5,%3,%4,5,%6) B4C partikül takviyesi yapılmış ve Cu matrisli kompozit malzemeler üretilmiştir. Üretilen numuneler 230 kN sabit basınçta 880 oC'de 6 dakika bekletilerek gerçekleştirilmiştir. Bu kompozitlerin karekterizasyon çalışmaları için mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı incelemeleri; Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Optik Mikroskobu (OM), Enerji Dağılımı Spektrometresi (EDS) ve X-ışınları analizi (XRD) ile gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellikleri, sertlik ölçümleri, üç noktalı eğme ve darbe deneyleri yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda; artan B4C takviye oranıyla birlikte, sertlik ve eğilme mukavemet değerleri artmış, fakat darbe enerjisi değerleri düşerek gevrek bir davranış sergilemiştir.Ayrıca takviyenin matris içerisinde homojen bir şekilde dağılması ve takviye partikül boyutu da kompozitlerin bağıl yoğunluk ve mekanik özellikleri üzerine önemli bir ektiye sahip olduğu düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Cu, B4C, sıcak presleme, kırılma tokluğu, eğilme mukavemeti.

This study, B4C particle reinforcements were made with hot pressed (HP) powder metallurgy (PM) process at different ratios (1.5%,3%,4.5%,6% by weight) and Cu matrix composite materials were produced. The resulting samples were stored at 880 ° C for 6 minutes at a constant pressure of 230 kN. Microstructure and mechanical properties of these composites have been investigated for characterization studies. Microstructure studies; Scanning Electron Microscopy (SEM) and Optical Microscopy (OM), Energy Distribution Spectrometry (EDS) and X-ray analysis (XRD). Mechanical properties, hardness measurements, three point bending and impact tests were performed. As a result of the examinations made; With increasing B4C reinforcement ratio, the values of hardness and bending strength increased but the impact energy values decreased and showed brittle behavior.It is also believed that the reinforcement is distributed homogeneously in the matrix and the reinforcement particle size has an important influence on the relative density and mechanical properties of the composites.Keywords: Cu, B4C, hot pressing, fracture toughness, bending strength