Tungsten Borür Takviyeli Bakır Matrisli Kompozit Malzemelerin Geliştirilmesi

Year 2021, Volume: 21 Issue: 5, 1181 - 1186, 31.10.2021

Aytekin Hitit , Muhammed Emir Kara , Emre Akdağ , Lokman Erdoğan , Yaşar Azınç

https://doi.org/10.35414/akufemubid.946526

Abstract

Bakırın iyi ısıl ve elektrik iletkenliğinin yanı sıra süneklik ve korozyon direncinin yüksek olması ve birçok uygulama alanın da yüksek çekme mukavemeti ve sünekliğin gereksinimi, çoğu alanda bakırı vazgeçilmez kılmaktadır. Bu doğrultuda sertlik ve tokluğu aynı anda iyileştirebilmek adına bakır matrisli kompozitlerin imalatı iyi bir çözüm sunmaktadır. Bakır matrisli kompozit malzemeler, düşük yoğunlukları, çalışmalar sonucu gelişmiş yorulma mukavemetleri, yüksek özgül mukavemetleri ve korozyon dirençleri sayesinde mühendislik alanın da önemini giderek arttırmaktadır. Bu çalışmada değişik oranlarda bakır, tungsten ve bor içeren Cu-W-B alaşımları sentezlenmiş ve alaşımların katılaşması sırasında yapıda tungsten borürlerin çökelmesi ile kompozit malzeme üretimi yapılmıştır. Kompozitlerin yapısında oluşan fazların mikrosertlik değerine olan etkisi incelenmiştir. Tungsten içeriğinin artırılması ile kompozitlerin yapısında çökelen borürlerin hacim oranı kayda değer bir şekilde artmıştır. Bunun sonucunda da mikrosertlik değerlerinde önemli oranda bir artış meydana gelmiştir.

Keywords

Bakır, Mekanik Özellikler, Bakır Matrisli Kompozit, Mikrosertlik

Supporting Institution

Afyon Kocatepe Üniveristesi

Development of Tungsten-Boride Reinforced Copper Matrix Composite Materials

Abstract

Copper's good thermal and electrical conductivity, as well as its high ductility and corrosion resistance, and the need for high tensile strength and ductility in many application areas make copper indispensable in most areas. In this direction, the production of copper matrix composites offers a good solution in order to improve the hardness and toughness at the same time. Copper matrix composite materials are becoming increasingly important in the field of engineering, thanks to their low densities, improved fatigue strength, high specific strength and corrosion resistance. In this study, Cu-W-B alloys containing copper, tungsten and boron in different proportions were synthesized and composite materials were produced by the precipitation of tungsten borides in the structure during the solidification of the alloys. The effect of the phases formed in the structure of composites on the microhardness value was investigated. With the increase of tungsten content, the volume fraction of the borides precipitated in the structure of the composites increased significantly. As a result, there was a significant increase in microhardness values.

Keywords

Copper, Mechanical Properties, Copper Matrix Composites, Microhardness

References

• Akhtar, F., Askari, S. J., Shah, K. A., Du, X., Guo, S., 2009. Microstructure, mechanical properties, electrical conductivity and wear behavior of high volume TiC reinforced Cu-matrix composites. Materials Characterization, 60, 327–336.
• Correia, J. B., Davies, H. A., & Sellars, C. M., 1997. Strengthening in rapidly solidified age hardened Cu-Cr and Cu-Cr-Zr alloys. Acta Materialia, 45, 177–190.
• Islak, S., Akkaş, M., Kaya, Ü., Güleç, H.G., 2017. Cu-TiC Kompozitlerin Mekanik ve Fiziksel Özelliklerinin Yapay Sinir Ağları (YSA) Modeli ile Tahmini. Technological Applied Science, 12, 122-129.
• Morris, D. G. , & Morris, M. A. ,1988. Rapid solidification and mechanical alloying techniques applied to CuCr alloys. Materials Science and Engineering, 104, 201–213.
• Schubert, T. , Trindade, B., Weißgärber, T., & Kieback, B., 2008. Interfacial design of Cu-based composites prepared by powder metallurgy for heat sink applications. Materials Science and Engineering A, 475, 39–44.
• Science, M. M., 2018. Development of novel ultra-fIne graIn Cu Metal MatrIx ComposItes reInforced wIth ti-Cu-Co-M ( M : Ni , Zr ) amorphous-nano-crystallIne powder. Journal of Mining and Metalurgy, 54, 349–360.
• Uraylı, Ç., 2018. Cu-B4C Kompozit Malzemelerdeki Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması. Doktora Tezi, Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Ensititüsü, Kastamonu, 140.
• Wąsik, M., Karwan-Baczewska, J.,2016. Copper metal matrix composites reinforced by titanium nitride particles. Key Engineering Materials, 682, 270–275.
• Zhou, Z. M., Wang, Y. P., Gao, J., & Kolbe, M.,2005. Microstructure of rapidly solidified Cu-25 wt.% Cr alloys. Materials Science and Engineering A, 398, 318–322.