Makale
Transkript
Makale
METAL MATRisLi KOMPOZiTLleRiN YÜKSEK DEFORMASY:ON HIZLARINDA DAVRANisLARi ~ HIGH STRAIN RATE DEFORMATlON BEHAVIOR OF METAL MATRIX COMPOSITES Yrd. Doç. Dr. Mustafa GÜDEN ve Prof.DrJan W. HA LL * izmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Çankaya, izmir, TüRkiYE ·Makina Mühendisligi Bölümü, University of Delaware, Newark, DE 19711, ABD Yrd. Doç. Dr. Mustafa GÜDEN Mustafa Güden 1967 yi/mda Polatli/Ankara 'da dogdu. 0.0. T.Ü. Meta/urji Mühendisligi bölümünde 1989 ydinda lisans ve 1992 yilmda yüksek lisans programlarim tamamlamistir. 1998 yilinda, University of Delaware'deki Malzeme Bilimi bölümünde Doktora programim tamamlayan Mustafa Güden izmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Makina Mühendisligi Bölümü'nde görev yapmaktadir. ÖZET GiRis Süreksiz katkilarla kuvvetlendiriimis Metal Matris Kompozit'lere yon hizlarinda Alüminyum düsük ve yüksek deformas- basma deneyleri uygulanmistir. Düsük hizlarda (10'3/S)basma deneyleri instron makinasi ile yapilmistir. Split Hopkinson hizlarda (>100 Is) basma Parçacik, whisker Pressure Bar teknigi yüksek deneylerinde ve kisa fiberlerle farkli matris (alüminyum) kullanilmistir. kuvvetlendiriimis alasimli kompozitler mistir. Kuvvetlendiricinin test edil- deformasyon hizina bagli geril- meye etkilerini arastirmak için kompozitlerin dirilmemis matris alasimlarida kuvvetlen- benzer deformasyon larinda test edilmistir. Kuvvetlendiricinin hiz- boyutu ve dagi- Yüksek deformasyon lar malzemelerin hizlarinda mekanik davranis- ani yük artislarina ugradigi durumlarda önemlidir. Uçaklarin motor biçaklarina kuslarin veya ya- banci maddelerin çarpmasi veyahareketli araçlarin çar- pismasi olusabilecegi durumlara yüksek deformasyon hizlarinin bir kaç örnektir. Yüksek deformasyon rinda malzeme davranislari, yaygin olarak düsük hizlar- da (statik) elde edilen davranislardan bilir. Örnegin metallerin davranis gösterdikleri sek deformasyon hizla- oldukça farkli ola- yüksek hizlarda daha kirilgan bilinmektedir hizlarinin [1 l. Dolayisiyla yük- olusabilecegi liminin, matris alasimi ve uygulanan isii islemin test edi- da malzemelerin len kompozitlerde mesi, malzeme israfini ve uygulama esnasinda çikabile- deformasyon hizina bagli gerilmeleri etkiledigi bulunmustur. mukavemetinin uygulamalar- cek sorunlari azaltacaktir. Yüksek deformasyon hizlari nda yapilan deneyler ani yük artisina dayanikli malzeme- ABSTRACT lerin ortaya çikartilmasina Discontinuous Matrix Composites quasi-static uygulama öncesi ölçül- fiber reinforced Aluminum have been compression tested at and high strain rates. Quasi-static compression tests were conducted Metal (10·3/s) using an instron machine. Split Hopkinson Pressure Bar technique was used to test composites at strain rates higher than da yardimci Matris Kompozit (MMK) malzemelerin olacaktir. Metal yaygin uygulama alanlari uçak ve otomobil endüstrileridir. Bu uygulama- larda MMK'ler kolaylikla yüksek deformasyon ugrayabilirler. Fakat masyon hizlarindaki mektedir. bu malzemelerin hizlarina yüksek mekanik davranislari defor- iyi bilinme- 100/s. Tested composites were particulate, whisker and short fiber reinforced and contained different aluminum matrix alloys. In order to investigate ment on the strain rate effect of reinforce- dependent flow stress, Bu çalismada yüksek deformasyon hizlarinda me- kanik testler Sp/it Hopkinson Pressure Bar (SHPB) teknigi kullanilarak basma altinda gerçeklestirilmistir. Degi- were als o sik katkilarla (parçacik, whisker ve kisa fiber) kuvvetlen- tested at similar strain rate regimes. It was found that dirilmis, farkli matris alasimli MMK'ler ve onlarin kuvvet- reinforcement size and orientation, matrix alloy type and lendirilmemis heat treatment had affected strain rate dependent flow hizlarinda stress!iehaviorG~e minin mekanik özelliklere etkileri arastirilmistir. unreinforced matrix alloys of the composites the tested metal matrix composites. matris alasimlari, degisen test edilerek, kuvvetlendiricin deformasyon ve matris alasi- TEST METODLARI VE MALZEMELER Düsük deformasyon hizlarinda U, (10-3 Is :s (saniye)) basma deneyleri instron ile gerçeklestirilmistir. hizlarda basma deneylerinde (100-4000/s) teknigi kullanilmistir. Yüksek ise SH PB Pilaka haline getirilmis MMK'lerden = -Cç denklemleri (2) J E, dr ,; ile hesaplanabilir. Denklem elastik uzama miktarini, Celastik u 1 ve 2'de, gerilme dalgasinin hi- zini, a, 9 ve i alan, geri gelen ve iletilen dalgalari, ç çubugu ve t ise zamani göstermektedir. Numunedeki birim sekil degisim miktari asa§idaki denklemle hesaplanir: delinerek (core-drill) hazirlanan küçük silindirik numune- U,-u ler (çap=6 mm, uzunluk= 5 mm) basma deneylerinde E,,=---rJ:= kullanilmistir. C' u 1/ Alan çubuk J () (3) (-E,+E-E'dr a!!! ileten çubuk Gaz tabancas 1 Seki/t: Yüksek derormasyon Kolsky tarafindan hiz/aT/nda ku//am/an SHPB'm sematik gösterimi. 1949 yil}nda tasarlanan teknigi [2] malzemeleri yüksek deformasyon hizlarinda test etmek için kullanilan en yaygin metotlardan Teknik önceleri metalik malzemeleri SHPB biridir. test etmek amaciy- Denklem 3'de U numunenin test edilmeden önceki uzunlugunu n ise numuneyi temsil eder. Her bir arayüzeydeki, alan çubuk-numune (1) ve numune-ileten çu- buk (2), kuvvetler söyledir: la kullanilmis, sonradan da seramik ve kompozit malzemelerde test edilmege baslanmistir. len tipik SHPB düzenegi çarpan, alan ve ileten çubuklardan olusmustur. Gaz tabancasi (4) Sekil 1'de gösterive ile firIatllan çarpan çu- buk, alan çubuk'a çarpinca bu çubukta yüksekligi sabit P2= (5) Aç Eç E, olan bir basma gerilme dalgasi olusturur. Alinan gerilme dalgasi alan çubuk üzerinde hareket buk-numune-i1eten çubuk ederek, alan çu- arayüzeylerinden bir kismi çekme dalgasi olarak geri alan çubuk'a, gerisi ise ileten çubuk'a iletilir. Her iki çubukta olusan birim sekil degisim miktarlari çubuklar üzerine yerlestirilen birim sekil de- gisim gage'leri ve bir osiloskop yardimiyla ölçülür. Bu öl- (E) A kesit alanini göstermektedir. Eger arayüzeylerde- ki gerilmenin esit oldugu varsayilirsa, düzenlenebilir: Denklem 3 söyle U E"= 2(;." oJ'Egdr (6) Benzer olarak numunedeki gerilme, çümlerden numunenin gerilme dalgasi geçisi sirasindaki birim sekil degisim miktari, deformasyon gerilmesi (cr) kolayca hesaplanabilir. Alan ve ileten çubuklardaki , Ui ve = c:; hizi (E) ve 1 (-Eo + Eg) dr uzmalar (Sekil 1), denklemleri ile hesaplanabilir. SHPB'dan elde edilen gerilme ve birim sekil degisim miktarlarinin gerçek malzeme özelliklerini bilmesi için asagidaki kosullarin saglanmasi tedir: göstere- gerekmek- 1. Numunenin çubuklar arasinda homojen deforme olmasi; numune-çubuklar arayüzeyindeki gerilmelerin esit olmasi. 2. Çubuklar üzerindeki gerilme dalgalarinin kalmasi; olusan gerilmenin elastik çubuk malzemesinin akma gerilmesinin altinda olmasi. 3. Dalganin çubuklar üzerinde ihmal edilecek oranda bozunarak hareket etmesi. matris alasimlarinin mikroyapilari ve üretim metotlari detayli olarak diger çalismalarda sunulmustur [7, 8]. SiCw/2124-T6 AL ve AL20,lAL(% 1.2Cu) MMK'lerde kuvvetlendirici, ilkinde ekstrüzyon yüzeyine dogru yönelmis, ikincisinde ise döküm esnasinda uygulanan basinç yönüne dik olan yüzeyde ~astgeie dagilmistir. SiCw/2124T6 AL MMK'e basma deneyleri ekstrüzyon yönüne dik olarak, AL203 kisa fiberle kuvvetlendirilmis berlerin rastgele dagildigi MMK'de ise fi- yüzeye dik (D) ve paralel (P) olarak gerçeklestirilmistir. Birinci kosulun olusmasi için, dalganin numune içinde, 4-5 defa ileri-geri gidip gelmesi gerekmektedir [3, 4]. Bu yüzeden SHPB'dan elde edilen gerilme ve birim sekil degisim miktarlari yaklasik ilk 5-10 mikrosaniyede gerçek malzeme özelliklerini gösterememektedir. rida verilen denklemlerin geçerli olabilmesi kosulun mutlaka saglanmasi Yuka- için ikinci gerekmektedir. Dikkat edi- lecegi üzere, çubuklar üzerinden yapilan birim sekil degisim miktarlari ölçümü numune-çubuklar den uzak noktalardan pilmaktadir. Dalganin numune-çubuklar ölçüm yapilan noktalara gerekmektedir. arayüzeylerin- (Sekil 1: Gage 1 ve Gage 2) yaarayüzeyinden ulasana kadar bozunmamasi Eger dalgalardaki bozunmalar önemli miktarlarda ise, hesaplanan gerilme ve birim sekil degisim miktarlarinin, numune-çubuk gerekmektedir dalgalari ölçüm yapilan ara yüzeylerine [5]. Basma noktalardan kaydirarak düzeltilmesi deneylerinde kullanilan SHPB'ln yukaridaki kosullara uygunlugu ve özellikleri diger bir çalismada tartisilmistir [6]. Test edilen MMK'lerdeki kuvvetlendirici çesitleri ve boyutlari, kuvvetlendiricilerin hacim yüzde oranlari (Vi%), MMK'lerin üretim metotlari ve test edilen kuvvetlendirilmemis matris alasimlari Tablo 1'de siralanmistir. SiCw/2124-T6 AL MMK'in matris alasimi, 2124-T6 AI yerine 2024-T6 AI test edilmistir. Her iki alasimda benzer olup 2124 biraz daha temizdir. Test edilen MMK'lerin ve i '" , i ' i' SONUÇ VE TARTISMALAR SHPB deneylerinde ölçülen tipik birim sekil degisim miktarlari (zamana karsilik) Sekil 2'de gösterilmistir. Sekil 2'deki sürekli çizgi alan çubuktan yapilan birim sekil degisim miktarini (voltaj olarak), süreksiz çizgi ise ileten çubuktan yapilan ölçümü göstermektedir. Sekil 3'de, Sekil 2'de gösterilen birim sekil degisim miktarlari ölçüm lerinden hesaplanan, gerilme ve deformasyon hizi, birim sekil degisim miktarina karsilik çizilmis grafiklerle gösterilmistir. Sekil 3'de görülecegi üzere, deformasyon hizi bütün birim sekil degisim miktarlarinda sabit olmayip, 2250-2750/s arasinda degismektedir. Her bir basma deneyi için ortalama deformasyon hizi hesaplanmistir. Önceden belirtildigi üzere, gerilme-birim sekil degisim miktari degerleri ilk 5-10 mikrosaniyede, yaklasik % 2- % 3 birim sekil degisim miktarlarina kadar, gerçek malzeme özelliklerini gösterememektedir. % 5 birim sekil degisim miktarina karsilik gelen gerilme miktarlari (deformasyon hizina (logaritma) karsilik), Sekil 4 (a), (b) ve (c)'de sirasiyla SiC,I2024-0 AI 'i' ,,-.--. i r:: 2 ~ 1.5 i ~-0.5 .~1-1 Ilerlieii' .. , Gelen w ~ 200 300 400 karsilas- seçilmesi mümkündür. Fakat basma esnasinda olusabilecek sürtünme kuvvetlerinin etkisi yüksek birim sekil degisim miktarlarinda artacaktir. o 100 Bu çalismada tirmalar % 5 birim sekil degisim miktarina karsilik gelen gerilme miktarlari arasinda yapilmistir. Daha yüksek birim sekil degisim miktarlarinin karsilastirma amaciyla 500 Zaman( mikrosaniye) Sekil 2: SHPB'dan e:rde edilen tipik birim sekil degisim miktarlan ölçümleri 600 700 ... :~-1.5 800 -2 400 , i 6000 i " - i ~~ ~ ~ ~~ 300 -- ~ 250 --------- 'tEci 200 ~ 150 ~ Ö is.. Gerilme Defonnasyon Hizi 100 ~ ~~ ~~[(j ~.;:: .-'- ..... _, d' .-o. ] ~~~ .•.. 3900 ~ E , ~~2oo00 -i 1000 " 50 ~ Ö J O O O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Zamane mikrosaniye) Sekil 3: Sekil 2'deki birim sekil degisim miKtarian ölçümünden AI MMK MMK ve matris alasimi 2024-0, SiCw/2124-T6 ve matris alasimi 2024-T6, AL,OolAI(%1.2Cu) MMK ve matris alasimi AI(%1.2Cu) için gösterilmistir. Yükselen deformasyon hizlarinda SiC"I2024-0 AI MMK ve matris alasimi 2024-0 AI benzer gerilme yükselmeleri göstermistir (SekiI4(a)). Her iki malzemede de yaklasik 3000/s deformasyon hizinda, gerilmedeki yükselme (statik hizlara nispeten) 40-50 MPa kadardir. Yükselen deformasyon hizlarinda SiCw/2124- T6 MMK'de ve matris alasimi 2024-T6'da gerilme hemen hemen sabit kalmis, kompozit ve matris alasimi yine benzer özellik göstermistir (Sekil 4 (b)) AL,OolAI(% 1.2Cu) MMK D yönünde ve matris alasimi, % 5 birim sekil degisim miktari ve 3000 Is deformasyon hizlarinda yaklasik 30 MPa'lik bir gdilme yükselmesi göstermislerdir. Ayni kosullarda MMK'in P yönündeki gerilme yükselmesi 100 MPa'dir. Sürekli fiberi eri e kuvvetlendirilmis bir AI MMK'inde benzer davra- nis gözlenmis; fiber yönündeki gerilme yükselmesi fiberlere dik olan yönden daha yüksek bulunmustur. [9]. Metalik malzemelerde akma gerilmesinin (sabit birim sekil degisim miktarinda) deformasyon hizi ile genelikle arttigi bilinmektedir. Metallerde akma gerilmesinin deformasyon hiziyla olan iliskisi asagidaki yapisal denklemle ifade edilebilir [10]: (8) burada cro 1/s'deki (birim deformasyon hizi) akma gerilmesi, k deformasyon hizi duyarliligini gösterefi bir parametre ve T ise sicakliktir. Deformasyon hizi duyarliIJgl (k): (9) k = denklemiyle (a7o~e) e,T gösterilebilir. Metalik malzemelerde, 1OOO/s'yekadar knin sabit oldugu ve1 OOO/s'nin üzerinde ise arttigi bulunmustur [11]. Bahsedilen deformasyon hesaplanan gerilme ve deformasyon hizi miktalan. hizi rejimierindeki, knin sabit oldugu (statik - - 1000/s) ve arttigi (- 1000/s'den sonra) malzeme davranislari iki farkli mekanizma ile açiklanmistir. Birinci mekanizma, dislokasyonlarin dislokasyon sebekesi, kafes atomu ve kati eriyik gibi küçük boyutlu engelleri termal enerji yardimiyla asmasina dayandirilmistir [11, 12]. Dislokasyon- larin bu engelleri asmasi istatiksel bir mekanizma olmasindan dolayi, yüksek deformasyon hizlarinda dislokasyonlarin bu engelleri asma olasiligi azalir. ikinci mekanizma ise, dislokasyonlarin bahsedilen engeller önünde beklemeden asmasi (- 1000/s'den sonra) ve dislokasyon hareketine fonon viskositesi ve saçiimasinin engel teskil etmesine dayandirilmistir (Dislocation Drag Mechanism) [13]. Follansbee ve digerleri, ikinci mekanizmanin bahsedilen deformasyon hizlarinda olusamaya- cagini saf bakir üzerine yapilan çalismalarin sonucunda ileriye sürmüslerdir [14, 15]. Yukarida bahsedilen mekanizmalar kaynak [16]'da detayli anlatilmistir. Baska bir deneysel sonuç ise AI metalinin deformaasyon hizi duyarliliginin yükselen alasim elementlerinin miktari ve uygulanan isii islem ile azalmasidir [17]. Saf metallerde deformasyon kinetigini kontrol eden mekanizma dislokasyon hareketinin dislokasyon seq,ekesi ve kafes atomlari tarafindan engellenmesidir. Bu engellerin etki alanlari 10 atom uzunlugundan az olup, termal enerji ile asilabilirler [18]. Alasim elementlerinin miktarinin artmasi ve uygulanan isii islem, etki alanlari büyük engellerin, örnegin ikincil fazlarin, olusmasina neden olur. Bu engellerin asilmasinda termal enerjinin rolü azaldigindan, deformasyon hizinin etkiside azalacaktir. Bu çalismada test edilen 2024-T6 AI alasimina yükselen deformasyon hizlarinin etkili olamamasinin yukaridaki nedenlerden dolayi oldugu ileri sürülebilir. Bu özellik benzer AI alasimlarinda da bulunmustur [19,20]. Yukarida bahsedilen mekanizmalarin, MMK'ler için geçerliligi tartisilmazdir. MMK'lerin deformasyon hizi du- ~.I:\:'.j·"~:I:'7A.· _,'o',·'Y:""._':;:':, .":"'.,,,';;,,> ..'..;:, ...•::..:.~_:.,.•.:',:.,:".:.;,'-:.;'c.';;Y":-<'-""-"'-;:'::".'_"'_''':''t.·,.:>,,:"_:"',,',:,. :,<" __C,',.,','_',:",,-:.:,'- :_".'_"".'.,'."':'_' :",'_, :,.•:.. ,:_:": ,,,_ .;".-.,.'. ',_,' ',- ''.:''' ""',' " ..,.' " _., ', "', ',_ , ,":'" .. ', , :-.,'_,' _'."'" ".' ',- 0: .,' .. :",-.- .. , .. " - -', -:':'" ',' -- -' •. ~~.~S ..• .. ",' yarliligina matris alasiminin etkisi disinda baska faktörler de etkili olacaktir. Bu faktörler söyle siranabilir: 1. de- MMK'lerde hasarlarin çok az oldugu gözlenmistir. formasyon hizinin kuvvetlendirid MMK'lerin deformasyon dagilimi, 2. kuvvetlendiricin masyon hizi ile degisimi, matris arayüzeyindeki kirilma gerilmesinin 3. dislokasyonlarin defor- Yukarida bahsedilen faktörler isiginda, test edilen hizi duyarliligini belirleyecek faktörün burada önemli olacagi düsünülmektedir. kuvvetlen- matris alasiminin deformasyon hizi duyarliligi dirici ile etkilesimi 4. MMK'de olusan hasarlarin, örnegin kuvvetlendiricinin kirilmasi ve arayüzeylerin ayrilmasi, matris alasiminin deformasyon hizi duyarliligina olarak, bölgesel deformas!on iki Bunlar ve yine bagli hizi degisimidir. deformasyon hizi ile degisimi, MMK'lerin deformasyon Sonlu eleman yöntemile yapilan bir çalismada,parçacik-matris arayüzeyinde bölgesel deformasyon hizinin, global deformasyon hizindan daha yüksek oldugu bulunmustur [21]. Eger, matris alasimi deformasyon hizina duyarli ise, MMK'in deformasyon hizi duyarliliginin kuvvetlendirilmemis matris alasiminin hizi duyarliligini etkiliyebi- lecek bir diger önemli faktör ise, basma testinin yapildigi yöndür. Eger basma testinin yönü fiberlerin uzandigi yönde ise, fiber kirilmasi bükülme (buekling) ile gerçeklesebilir. Fiberlerin matris içinde bükülme gerilmesi (cr,) Argon denklemi ile ifade edilebilir [25]. duyarliligindan (10) daha yüksek olmasi beklenir. Bu faktörün özellikle çok yüksek (> 104 Is) deformasyon hizlarinda etkili oldugu, AL,03j6061-T6 AL MMK ve matris alasimi 6061-T6 Al'a yapilan testler sonucunda Seramik bulunmustur malzemelere yapilan basma deneyleri sonucunda gerilmesinin deformasyon hizlardaki bu malzemelerde hiziyla yükseldigi kirilma bulunmus- tur [23]. Fakat fiber halindeki seramikler, bütün haldeki serimiklerden daha farkli mekanik özellikler gösterebilirler. Dolayisiyla bu faktörün etkisi bilinmemektedir. Dislokasyon hareketinin engellenmesi ve engellenme zi ile degismeside, kuvvetlendirid hizi duyarli- ligini arttiracagi ileri sürülmüstür [24]. Bu faktörün etkisi, test edilen MMK'lerin kuwetlendiricilerinin boyutlari itibariyla süphelidir. Son faktör, hasarlarin deformasyon MMK'lerin deformasyon kim, AL,OJA1(%1.2Cu) duyarliligini hizi ile artmasi, azaltacaktir. Nite- MMK'in P yönünde yüksek de- formasyon hizlarinda ve yüksek birim sekil degisim miktarlarinda test edilen numunelerin lemeleri, kuvvetlendirici-matris mikroskopik arayüzeylerindeki olusumun (Sekil 5(b)), deformasyon incebosluk hiziyla arttigini gös- termistir. MMK'in P yönünde deformasyon hizi duyarliligi yükselen birim sekil degisim miktarlarinda azalmistir. Düsük birim sekil degisim miktarlarinda test edilen Tablo 1. Test edilen MMK'ler ve matris alasimlan. Döküm MMK ve Kuwetlendirici 2024-T6AI Üretim Metodu 2024-0 AI AI(%1.2 Cu) Toz Metalurjisi, Basinçli Dökümekstrüzyon Matris AI,OjAI (% 1.2 Cu) (AI,ü, kisa fiber (a-AI,O, yapildigi yönle yaptigi açiyi göster- mektedir. Denklem 10'dan da anlasilacagi üzere matri- sin kayma gerilmesinin deformasyon 15 15-26 25 V,(%) hiziyla artmasi, fi- berlerin bükülme gerilmesini arttiracaktir. gerilmesi dolayisiyla Artan bükülme kompozitin gerilmesini artiracaktir. P yönünde test edilen AL20JAI (%1.2Cu) MMK'ten yapilan mikroskopik gözlemler tarafindan miktarinin deformasyon hi- MMK'lerin deformasyon kompozitin kayma gerilmesini ve fJ ise fiber yönünün basma deneyinin [22]. yüksek 'ty fiberlerin basma altinda bü- külme ile de (Sekil 5 (b)) kirildigini göstermistir yöndeki MMK'in göreceli yüksek deformasyon [6]. Bu duyarlili- gi (% 5 birim sekil degisim miktarinda), fiberlerin kirilma gerilmesinin deformasyon hiziyla artmasi sonucu olarak yorumlanmistir. Ani yük artisi aninda malzeme içinde basma, çekme ve kayma gerilmeleri pratikte ayni zamanda olusabilir ve bu durum malzeme deformasyonunu oldukça kar- masik bir hale sokabilir. Basma gerilmesinin den ve arayüzeylerden mesi, malzemenin yüzeyler- çekme dalgasi olarak geri dön- bölgeselolarak farkli deformasyon modlarina ugramasina neden olabilir. Yüksek deformasyon hizlarinda malzemelerin adiyabatik isinmasi (adi- abatic heating), bir diger önemli yüksek hiz deformas- i ., '.11 - 10jJm (b) (a) Sekil 5: (a) Test edilmemis tBasma 15 Vi % Alp, kisa fiber AI MMK'in mikroyapisi. (b) %30 birim sekil degisim miktanna kadar basma testi yapilan MM/On (P yönDnde) mikroyapisi. Yönü ~tt~Mlf~lM~~röiji;~ij~I~~r~l~tiiCJa~.'!,~;g(~~~'~~~~~'~;~fM~i~jl~~g •• ·.• •• ~.• ,"'.' ..".:'::;:'.~>('V":~'~::':_;':';->:"<:5'.;",,:,~:',:.}', .-:._:>.::_ •... :::~ ..; •.•. :_:.: :_::'_ .•.. :,., >_ ',:_:_:.:,',:)',,'_:.':', .. ':cc·_ :i.:', ,_'C;'>:"",, ,'<>.':'J>i:\' i.:-:::::,';· ,>' ,_:.,c' ..:.:,:,' _ "-J: .......•.: : ..,'.< '_'):'_«"::', -,-'>.';h' :,:,' ....•.:,- -'> '"."::';';',.> _:"0' ;':_.:. :.: . ..,: :"':':':':._ "0,'>;- ::',".:>. ,'.-:-:. "_'."',.: ':0- _,-', -," _.:', ,> ,_"',,',: :'.>:_ :< :0, <_ ' .. ::;: ',_ , «,,- """ ,,:•..;.,-':: ',./_'-'.O " ..•.......... ·.:r.\.:.s ..•.·•.. ,' ' .. ' yon karakteristigidir. Adiyabatik isinma memesinden kaynaklanir. içinde kayma bantlarinin Adiabatik isinma C.Frantz, J.Eng. Mater. Techn., 105 (1983) 61. 6. M.GÜden, Doktora Tezi, Ocak 1998, University ol Delaware. .. kayma 7. M.GÜden, i. W. Hall, Mater. Scl. Eng., A242 (1998) 141. için öne sürülen kriter ise, defor- 8. M.GÜden, i.w. Hall, Mater. Sci. Eng., A232 (1997) 1. 9. M.GÜden, I.W. Hall, J. Mater Scl., 33 (1998) 3285. neden olabilir. Adibatik masyon ve deformasyon sa, deformasyon P.S. Follansbee, (shear banding) olusumuna ve olusup ve büyümesine isinma yumusamasinin 5. malzeme bunun soucunda bantlar üzerinde çatlak ve bosluklarin bantinin olusabilmesi IV 4 (1994) C8-107. malzemelerin deformasyon sonucunda ortaya çikan isiyi transfer ede- hizi sertelsmelerinin hizina yenilmesidir bölgeselolarak hizinin, [26]. Bu olur- devam edebilir ve olu- san bant içinde, birim sekil degisim miktari, deformasyon hizi ve sicaklik çok yüksek degerlere ~ 10. J.L. Chiddister, L. E. Malvern, Exp. Mech., (1963) 81. 11. U.S. Lindholm,j.Mech. Phys. Solids, 12 (1964) 317. çikabilir. De- formasyon sonucu olusan isi gerilme miktariyla artti gin- 12. J. E. Dorn, J. Mitchell, F.Hauser, Exp. Mech., (1965) 353. dan, adiyabatikkayma 13. W.G. Ferguson, ha kolayolusur. len bantlari kuwetli alasimlarda da- Bu çalismada yüksek hizlarda test edi- malzemeler arasinda, sadece SiCw/2124- T6 MMK'inde ve matris alasimi 2024-T6'da adiyabatik kay- 14. P.S. Follansbee, J.E. Dorn, J.Appl. Metallurgical and High-Strain-Rate ma bantlari gözlenmis (Sekil 6) ve yüksek hizlarda kiril- hammer, malar bu bantlar üzerinde olusmustur 451. [27]. Bahsedilen A.Kumar, Phys, 38 (1967) 1836. Applications Phenomena, MAMeyers, Marcel ol Shock-Wave L.E. Murr, K.P. Staud- Dekker, New York, (1986) malzemeler test edilen malzemeler arasinda en kuwet15. P.S. Follansbee, li olanlaridir. 16. MAMeyers, SONUÇ U.F. Kocks, Acta Metali., 36 (1988) 81. Dynamic Behavior ol Materials, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1994. Bu çalismadan elde edilen gerilme edilen malzemelerin degerleri test yapisal denklemlerini (gerilmenin birim sekil degisim miktarina, deformasyon Yüksek deformasyon [6]. Ya- hizli ve verimli bir se- kilde ani yuk artisina gösterecekleri dellenmesinde kullanilabilir. davranislarin asamasinda, cinsi, kuwetlendiricinin dagilimi mo- MMK mal- matris alasiminin ve deformasyon sinde olusabilecek gerilme modlari, deformasyon adiyabatik isinma göz önüne alinabilecek Trans. ASM, 60 (1967) 152. 18. A. Seeger, Phys. Soc. London, (1955) 328. 19. I.Hong, G.T. Gray III. J.J. Lewandowski, sürehizi ve önemli para- Acta Metali. Mater., 41 (1993) 2337. 20. C.G.Bustow, hizlarina dayanikli zemelerin tasarlanmasi S.J. Green, C.J.Maiden, hizina ve si- cakligina olan bagi) olusturmak için kullanilmisitr pisal denklemler bu malzemelerin 17. D.L. Holt, S.G. Babcock, M.C. Lowell, A.L. Rodgers, The Mechanical Properties ol Materials at High Rates ol Strain, J.Harding, IOP Publishing Ltd., 1989. 21. G.Bao Z.Lin, Acta Metali. Mater., 44 (1996) 1011. 22. S. Yadav, D.R. Chichili, K.T.Ramesh, Acta Metall. Mater., 43 (1995) 4453. metler olarak ortaya çikmaktadir. 23. J.Lanklord, J.Am. Ceram. Soca., 64 (1981) C33. KAYNAKLAR 24. C.C. Perng. J.R.Hwang, MA 2. H. Kolsky, Proc. Phys. Soc. London. B62 (1949) 676. 3. G. Ravichandran, 4. Meyers, J.de Phys., 4 (1994) C8-597. 1. LV G. Subbash, J. Am. Ceram J.L. Doong, Mater. Scl. Eng., A 171 (1993) 213. Soc., 77 25. A.S. Argon, Treatise on Materials Science and Technology, Vol. 1, Academic Press, New York, 1972. (1994) 253. 26. C. Zener. J.Hollomon, D.J.Parry, P.R. Dixon, S. Hodson, N. AI-Maliky, J. de Phys., 27. M.GÜden, i. W.Hall, Scrip. MetalL., 39 (1998) 261. J.Appl. Phys., 15 (1944) 22.