Silisyum Karbür Takviyeli Alüminyum Matrisli Kompozitlerin Tek Aşırı Yükler Altında Yorulma Davranışı

ÖzetSeramiklerle güçlendirilmiş metal esaslı malzemeler, ticari metal alaşımlara göre daha yüksek aşınmadirenci, rijitlik ve özgül dayanım özelliklerine sahiptir. Yüksek dayanım/ağırlık oranlarından dolayıotomobil ve havacılık endüstrisinde kullanımları artmaktadır. Özellikle uçak yapısal parçaları için bumalzemelerin, hasar tolerans tasarımının bir gereği olarak, yorulma çatlak başlangıcı ve yorulma çatlakilerleme hızının çok iyi karakterize edilmesi hedeflenmektedir.Bu çalışmada, alüminyum (Al) matrisli, silisyum karbür parçacık (SiCp) takviyeli metal matrislikompozit malzemelerin, sabit genlikli yükleme sırasında uygulanan tek aşırı yükler altındaki yorulmaçatlak ilerleme davranışı, yorulma çatlak ilerleme hızı ve etkin çatlak ilerleme mekanizmaları açısındanincelenmiştir. Takviyesiz alaşım ve %5 SiC takviyeli kompozit malzemeler toz metalürjisi yöntemikullanılarak üretilmiş ve ikincil işlem olarak ekstrüzyon uygulanmıştır. Malzemenin mekanikdavranışlarını incelemek için çekme ve yorulma testleri yapılmıştır. Tek aşırı yüklerin etkisini incelemekiçin takviyeli ve takviyesiz malzemeler üzerinde farklı tek aşırı yükler uygulanmıştır. Yorulma çatlağıilerleme gecikmesi, 1.25-1.75 arasındaki aşırı yük oranı (AYO) değerlerinin tamamında görülmeklebirlikte, çatlak ilerleme gecikmesi AYO değerinin artmasıyla artmıştır.Anahtar Kelimeler: Metal matrisli kompozitler, yorulma davranışı, tek aşırı yüklerAbstractCeramic reinforced metal based materials have higher wear resistance, stiffness and specific strengththan commercial metal alloys. Due to their high strength to weight ratios, their use is increasing in theautomobile and aviation industries. In particular, these materials for aircraft structural parts, as arequirement of the damage tolerance design fatigue crack initiation and fatigue crack growth rate isexpected to be very well-characterized.In this study, fatigue crack behavior of a silicon carbide particulate (SiCp) reinforced aluminium (Al)matrix composite materials were investigated in terms of fatigue crack growth rate and effective crackgrowth mechanisms under single overloads applied during constant amplitude loading. Aluminium alloywithout reinforcement and 5% SiC reinforced composite materials were produced by using the powdermetallurgy method and extrusion was applied as a secondary process. Tension and fatigue tests werecarried out to investigate the mechanical behavior of the material produced. To investigate the effect ofsingle overloads, experiments were conducted on reinforced and unreinforced materials at differentsingle overload rates (OLR). Although the fatigue crack growth retardation is observed all of the OLRvalues between OLR=1.25-1.75, the crack growth retardation is increased by the increase of the OLRvalue.Key words: Metal matrix composites, fatigue behavior, single overloads