Publication: Investıgatıon of mechanıcal behavıor of partıculate reınforced tıtanıum matrıx composıtes
Abstract
PARTİKÜL TAKVİYELİ METAL MATRİS KOMPOZİTLERİN MEKANİK DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Bu çalışmada; mekanik alaşımlama yöntemiyle Ti6Al4V alaşımına hacimsel olarak düşük miktarlarda takviye edilen karbon nanotüp partiküllerinin farklı sinterleme koşullarında; yoğunluk, mikroyapı ve mekanik özelliklere (statik ve dinamik yükler altında sürünme, basma ve sertlik) olan etkisi incelenmiştir.Mekanik alaşımlama metodu kullanılarak, KNT ile farklı oranlarda takviye edilen numuneler 1300 °C de sinterlenerek üretilen kompozit malzemelerin değişik koşullarda mekanik özellikleri incelenmiştir. Ti6Al4V alaşımları genellikle biyomalzeme olarak kullanılmasına karşılık yürütülen çalışmada KNT ile takviye edilmiş Ti6Al4V kompoziti yüksek sıcaklık uygulamalarında başarılı bir şekilde kullanılması hedeflenmiştir. Bunun nedeni, KNT içeren Ti64 kompozitlerinin bu uygulamalarda kullanılan diğer malzemelere karşı hem maliyet hemde ağırlık açısından alternatif sunmasıdır. 1300 °C‘de 3 saat sinterlenen KNT katkılı Ti6Al4V kompozitlerin yoğunlukları artan KNT oranıyla azalmıştır. Sertlik testleri, üretilen kompozitlerin sertlik değerlerinin KNT takviyesiyle arttığını göstermiştir. Basma testleri, kompozitlerin basma mukavemetlerinin % 4 KNT oranına kadar ilavesi ile arttığını ancak % 4’ten sonra ise düştüğünü göstermiştir. Bunun yanında, sürünme sonuçları artan KNT oranıyla deplasman aralığının azaldığını göstermesine karşın, sürünme ömrü ise % 4’e kadar artan KNT oranıyla artmış ancak % 4 sonrası ise azalmıştır.
INVESTIGATION OF MECHANICAL BEHAVIOR OF PARTICULATE REINFORCED TITANIUM MATRIX COMPOSITES This study examines the effects of additions of Carbon Nanotube (CNT) into Ti6Al4V matrix by mechanical alloying at low CNT rates and investigates into different sintering conditions on the density, microstructure, and mechanical behaviour (creep under static and dynamic loads, compression) behaviors. After producing Ti64 composites containing different amounts of CNT by mechanical alloying and sintering at 1300°C, their mechanical behaviour were investigated. Although Ti6Al4V alloys are used as biomaterial, this thesis aimed at using CNT containing Ti64 composites at high temperature applications. Because CNT reinforced Ti64 composites are cheaper and has lower weight than the other materials used in this kind of applications. The density of CNT reinforced Ti64 composites sintered at 1300°C for 3h decreases with increasing CNT content. The hardness tests indicated that the hardness of composites increased with CNT addition. Compression tests showed that the compression strength of composites increased with CNT content until 4v% of CNT but decreased after this value. In addition, although creep displacements are decreased continually with CNT content until 5v%, creep life increased with increasing CNT content until 4v% of CNT but decreased above 4v%.
INVESTIGATION OF MECHANICAL BEHAVIOR OF PARTICULATE REINFORCED TITANIUM MATRIX COMPOSITES This study examines the effects of additions of Carbon Nanotube (CNT) into Ti6Al4V matrix by mechanical alloying at low CNT rates and investigates into different sintering conditions on the density, microstructure, and mechanical behaviour (creep under static and dynamic loads, compression) behaviors. After producing Ti64 composites containing different amounts of CNT by mechanical alloying and sintering at 1300°C, their mechanical behaviour were investigated. Although Ti6Al4V alloys are used as biomaterial, this thesis aimed at using CNT containing Ti64 composites at high temperature applications. Because CNT reinforced Ti64 composites are cheaper and has lower weight than the other materials used in this kind of applications. The density of CNT reinforced Ti64 composites sintered at 1300°C for 3h decreases with increasing CNT content. The hardness tests indicated that the hardness of composites increased with CNT addition. Compression tests showed that the compression strength of composites increased with CNT content until 4v% of CNT but decreased after this value. In addition, although creep displacements are decreased continually with CNT content until 5v%, creep life increased with increasing CNT content until 4v% of CNT but decreased above 4v%.