Tabakalı metal kompozitlerin deformasyon ve şekillendirilebilme davranışlarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışma kapsamında Ti ve Al metal folyoların ultrasonik eklemeli imalat yöntemiyle (UEİ) sıralı olarak birleştirilmesi ile üretilmiş Ti-Al tabakalı metal kompozit plakların (TMK) ve bu plakaların basınç etkisi altında ısıl işleme tabi tutulması sonucunda elde edilen metal intermetalik laminatların (MİL) iç yapı ve mekanik özellikleri yanı sıra şekillendirilme ve deformasyon davranışları kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Ti-Al TMK'ların akma dayanımı, çekme dayanımı ve süneklik gibi mekanik özellikler kompozit malzemelerin doğasına uygun olarak Ti ve Al alaşımlarının özelliklerinin ortalaması olarak elde edilmiştir. Al alaşımının mekanik özellikleri deformasyon hızından bağımsızlık sergilerken Ti-Al TMK'nın özelliklerinin deformasyon hızına bağlılığının Ti tabakalardan kaynaklı olduğu görülmüştür. Artan sıcaklık ile toplam uzama değerleri artarken şekillendirilme deneylerinde Ti şekillendirilebilirliği artan sıcaklık ile düşmüştür. Bu sebeple Ti-Al TMK'nın şekillendirilebilirliği Al katkısı artmış olsa da Ti etkisi artan şekillendirme sıcaklığının desteğine rağmen sınırlandırılmıştır. Basınç altındaki ısıl işlemler sonucunda Ti-Al TMK'nın tabakaları arasında TiAl3 intermetalik faz elde edilmiştir. Bu fazın sertlik değeri ısıl işlem sıcaklık ve sürelerinden bağımsız olduğu görülmüştür. Ancak uygulanan sıcaklığın ve sürenin etkisi ile Ti ve Al tabakalar arasındaki TiAl3 fazın kalınlığı artmıştır. Ancak, gevrek doğası gereği fazın kalınlığı arttıkça MİL eğilme ve darbe direnci düşmüştür. Bu durum MİL plakaların delinme direncinin yine Ti-Al TMK'lardan düşük olması ile sonuçlanmıştır. Ayrıca Ti-Al TMK plakaların sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak Ti-Al TMK plakaların sonlu elemanlar modellerinde kullanılmak üzere Johnson-Cook malzeme modeli katsayıları da belirlenmiştir.