Al7XXX/SiC ve Al köpükten oluşan fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme üretimi, mekanik ve balistik özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Öğrenci: GÖRKEM KIRMIZI

Danışman: HALİL ARIK

Özet:

Bu çalışmada, gözenekli malzemeler arasında sergilediği performans ile ön plana çıkan Al köpük, geliştirilen fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme (FDM) içerisine dahil edilmiş ve zırh malzemesi olarak kullanmak amacıyla fonksiyonel derecelendirilmiş köpük malzemeler (FDKM)' in sıcak presleme ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda balistik saldırılara karşı minimum düzeyde etkilenen ve hafifliği ile ön plana çıkarılan koruyucu zırh geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda ilk olarak Al7xxx ve SiC tozları, toz metalürjisi yöntemiyle farklı sıcaklık (300 400 500oC) ve basınç parametrelerinde (200 300 400 MPa) preslenerek her bir kademesi sırasıyla % 15-30-45-60 oranlarında SiC ihtiva eden 4 kademeli FDM üretilmiştir. Akabinde Al7xxx/SiC' den oluşan FDM ile 7xxx serisi Al köpükten oluşan malzemeler bir arada üretilerek 5 kademeli köpürtülmeye hazır FDKM elde edilmiştir. Elde edilen toz metal blok numuneler 7500C sıcaklıkta köpürtme işlemine tabi tutularak FDKM' ler üretilmiştir. Matris malzemesi olarak Al7075 serisi Al tozu, köpürtücü madde olarak TiH2 ve takviye elemanı olarak ta SiC tozları kullanılmıştır. Elde edilen nihai ürünün matris/takviye ara yüzey durumu optik ve elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Mekanik özelliklerini ve V50 balistik hız limitini belirlemek amacıyla üç nokta eğme, sertlik ve balistik testler yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda en iyi sonuçların 500oC ve 400 MPa üretim parametreleri kullanılarak elde edilen FDKM' lerde olduğu belirlenmiştir. Bu parametrelerde üretilen numunelerin en iyi matris/takviye ara yüzey durumu, 193,66 HBW ile en yüksek sertlik değeri, 704,58137 MPa ile en yüksek çapraz kırılma dayanımı gösterdiği tespit edilmiştir. V50 hız limitini belirlemek amacıyla yapılan 30 derecelik balistik testlerde FDKM' lerin V50 hız limiti MIL-DTL-46063 standardında belirtilen değerden yaklaşık % 3 daha yüksek değer elde edilmiştir.