Kapalı hücreli metalik köpüklerde hücre morfolojisinin mekanik özelliklere etkisi ve fotoelastisite yönteminin kullanılabilirliği

Bu çalışmada, Al esaslı kapalı hücreli metalik köpüklerde hücre morfolojisinin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. AlSi8Mg0,8 alaşımı metalik köpük malzemeler Toz Metalurjisi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Ağırlıkça %8 Si, %0,8 Mg, %0,8-1,2 TiH2 oranlarındaki tozlar ve kalanı Al tozu olmak üzere üç eksenli Turbola cihazında 45 dakika süreyle karıştırılmıştır. Karışım tozlar oda sıcaklığında 300 MPa basınçta silindirik biçimde preslenmiş, 500 oC'de 1 saat süreyle sinterlemiş ve ardından 8:1 oranında 450 oC'de sıcak ekstrüzyon işlemi uygulanmıştır. Ekstrüze edilmiş malzemelere 400 oC'de %50 deformasyon oranına kadar sıcak/ılık haddeleme işlemi uygulanmış ve köpürmeye hazır lama biçimli preform numuneler üretilmiştir. Preform lama malzemeler, ön ısıtmasız ve yaklaşık 400oC'de ön ısıtmalı kalıp içerisinde 720 ve 760 oC fırın sıcaklıklarında köpürtülmüştür. Bu sayede üç farklı yoğunluk aralığında ve üç farklı hücre boyutunda metalik köpük numuneler üretilmiştir. Metalik köpüklerin değişik elastik gerilmeler altındaki basma gerilme dağılımları fotoelastisite yöntemiyle incelenmiştir. Genel olarak köpük hücre duvarı mikroyapısı ?-Al dendtrit fazı, Al-Si ötektik fazı, birincil Si fazı, yapı içerisinde çözünmüş Ti ve yarı kararlı hegzagonal ß?- Mg2Si çökeltisinden oluşmuştur. Metalik köpüklerin basma deformasyonu sonucunda yaklaşık aynı yoğunluktaki köpük malzemelerin farklı ortalamahücre boyutu ve şekil faktörü, kırılma ve çökme mekanizmalarının türünü değiştirmiştir. Aynı yoğunluk aralığındaki köpük malzemelerin basma dayanımları, hücre boyutu artıkça azalırken, şekil faktörü ideale yakın olan malzemelerde artmıştır. Metalik köpük malzemenin akma gerilmesine kadar gözenek duvarlarında oluşan gerilme dağılımları fotoelstisite yöntemiyle belirlenebilmiştir.Anahtar Kelimeler : Metalik köpük, Al alaşımı köpük, Kapalı hücre, Şekil faktörü, Hücre boyutu, Fotoelastisite metodu, Basma dayanımı