Determination of mechanical properties of ferroboron reinforced copper composite which produced by the powder metallurgy technique

Abstract

In this study, mechanical properties of ferroboron reinforced copper composite which produced by the powder metallurgy technique were studied. Fort his purpose, the ferroboron reinforced particles were mixed into copper powders in the rate of 1-1.5-2- 2.5-3-3.5% in weight, than sintered at the temperature of 800-850-900 ºC. The hardness and the transverse rupture strengths of the MMC samples that the density measurements had done before and after the sintering were determined. In addition,the microstructural characterization was carried out by SEM-EDS analysis. As a result of SEM EDS, it was seen the sintering process at different temperatures was produced different intermetallic compounds, and the increasing of the sintering temperature was upgrade the mechanic features of the samples. It is determined that if the different composition ratios were take into account, the hardness values were increased and the transverse rupture strength was decreased whit increasing the rate of the reinforcement particles.

Keywords

• Powder metallurgy,metal matrix composites,Cu,FeB,mechanical properties

Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen ferrobor takviyeli bakır kompozitinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada toz metalurjisi yöntemi ile ferrobor partikülleri takviyeli bakır mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ferrobor takviye partikülleri bakır tozları içerisine ağırlıkça %1-1.5-2-2.5-3-3.5 oranlarında ilave edilerek sıkıştırıldıktan sonra 800-850- 900 ºC sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Sinterleme öncesinde ve sonrasında yoğunluk ölçümleri yapılan MMC numunelerinin sertlik ve çapraz kırılma dayanımları belirlenmiştir. Ayrıca SEM-EDS analizleri ile mikroyapısal karakterizasyonu yapılmıştır. Yapılan SEM-EDS analizleri sonucunda, farklı sıcaklıklarda uygulanan sinterleme işlemi ile farklı intermetalik bileşiklerin oluştuğu ve sinterleme sıcaklığı artışının numunelerin mekanik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Farklı bileşim oranları dikkate alındığında, yapı içerisinde artan takviye partikülü oranına paralel olarak sertlik değerlerinin arttığı,ve çapraz kırılma mukavemetinin azaldığı tespit edilmiştir.

Keywords

• Toz metalurjisi,metal matriksli kompozit,Cu,FeB,mekanik özellikler

References

1. Meriç, C., Atik, E. ve Türüdü, T., Kaynakla birleştirilmiş demir esaslı toz metal parçaların kaynak bölgesinin incelenmesi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2, 4, 1-11, (2005).
2. Bolay, K. A., Microstructural study of hot pressed pm aluminum-copper and aluminum-copper-siliconcarbide composites, M. Sc. Thesis, METU, Ankara, (1998).
3. Somunkıran, İ. ve Çelik, H., Demir esaslı molibden, nikel, bakır katkılı toz metal alaşımlarının mekanik özelliklerine bakır oranının etkisi, 2. Ulusal Toz Metalürjisi Konferansı, 729-736, Ankara, (1999).
4. Öveçoğlu, M. L. Toz metalurjisi tarihsel gelişim, üretim aşamaları ve yeni eğilimler, 9. Uluslararası Metalurji Ve Malzeme Kongresi, 449-475, İstanbul, (1997).
5. Yılmaz, R. ve Özyürek, D., Toz metalurjisi ile üretilen Fe-Cu-C esaslı malzemelerin aşınma özellikleri, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, (2009).
6. Gething, B. A., Heaney, D. F., Koss, D. A. and Mueller, T.J., The effect of nickel on the mechanical behavior of molybdenum P/M steels, Materials Science and Engineering, 390, 19–26, (2005) .
7. Davala, A. B., Graham, A. H. and Causton, R. J., Applıcatıon of hıgh performance materıals and processes-alloy systems, International Conference on Powder Metallurgy & Particulate Materials, Nevada USA, (1998).
8. Xiong, X., Sheng, H. C., Chen, J. and Yao, P. P., Effects of sintering pressure and temperature on microstructure andtribological characteristic of Cu-based aircraft brake material, Trans. Nonferrous Met. Soc.of China. 17, 669-675. (2007),

9. Tjong, S. C. and Lau, K. C., Tribological behaviour of SiC particle-reinforced copper matrix composites, Materials Letters, 43, 274-280, (2000).
10. Xu, X., Lu, P. and German R. M., Densification and strength evoluation in solidstate sintering, Journal of Meterials Science, 37, 117-126, (2002).
11. Rahimian, M., Ehsani, N., Parvin, N. and Baharvandi, H. Z., The effect of particle size, sintering temperature and sintering time on the properties of AlAl2O3 composites, made by powder metalurgy, Journal of Meterials Processing Teknology, 209, 5387-5393, (2009).
12. Kim, T. W., Determinatin of densification behevior of Al-SiC metal matrix composite during consoldation processes, Meterials Sciences and Engineering, 483-484, 648-651, (2008).
13. Arık, H., Effect of mechanical alloying process on mechanical properties of α- Si3N4 reinforced aluminum-based composite materials, Materials and Design, 26, 1856-1861, (2008).
14. Turhan, H. and Özel, S., Properties of Cu/Fe-Mn and Cu/Fe-Cr Metal Matrix Composites Produced by Powder Metallurgy, Materials Testing, 51,3, 141-146, (2009).