Journals / Mühendis ve Makina / 2021 / Cilt: 62 - Sayı: 705

Multiple Mechanisms Improving The Mechanical Properties Of Surface Metal Matrix Composites Obtained By Friction Stir Processing

Sürtünme Karıştırma Prosesi ile Elde Edilen Yüzey Metal Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerini Geliştiren Çoklu Mekanizmalar

Pages
681–701
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

In this study, the effects of hard second phase particles, dynamic recrystallization (DRX), Zener pinning, and Orowan mechanism in the enhancement of mechanical properties of the SMMCs manufactured by FSP were investigated.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Friction stir processing (FSP), a technique based on the principles of friction stir welding (FSW), is a solid-state method that was developed to enhance the properties of metallic materials.
📊
Key Findings & Data:The possibility of the addition of hard second phase particles to matrix structure by distributing, subsequently caused that this method has also been used commonly in surface metal matrix composite (SMMC) manufacturing.
💡
Conclusion & Impact:In this study, the effects of hard second phase particles, dynamic recrystallization (DRX), Zener pinning, and Orowan mechanism in the enhancement of mechanical properties of the SMMCs manufactured by FSP were investigated.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Sürtünme karıştırma prosesi · dinamik rekristalizasyon · zener sabitleme

Abstract

Friction stir processing (FSP), a technique based on the principles of friction stir welding (FSW), is a solid-state method that was developed to enhance the properties of metallic materials. The possibility of the addition of hard second phase particles to matrix structure by distributing, subsequently caused that this method has also been used commonly in surface metal matrix composite (SMMC) manufacturing. By means of the advantages of being a simple, environmentally friendly, and cost-effective solid-state method, FSP has come into prominence more than various liquid and gas-phase methods that are used to manufacture SMMCs. In the FSP method, multiple mechanisms take part together in enhancing the microstructure and mechanical properties of the material during processing. These strengthening mechanisms in matrix structure obtained by hybridizing the specific properties gained to processed material by the FSP method and the enhanced properties by distributing the hard second phase particles in the matrix material. In this study, the effects of hard second phase particles, dynamic recrystallization (DRX), Zener pinning, and Orowan mechanism in the enhancement of mechanical properties of the SMMCs manufactured by FSP were investigated.

Özet

Sürtünme karıştırma prosesi (SKP), sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) yöntemi esaslı olup, metalik malzemelerin özelliklerini iyileştirmek için geliştirilmiş bir katı hal yöntemidir. Yöntem ile sert ikincil faz partiküllerin matris yapısına dağıtılarak eklenebilme (yerleştirilebilme) imkanı, yöntemin sonradan yüzey metal matrisli kompozit (YMMK) üretiminde de yaygın şekilde kullanılmasını sağlamıştır. Basit, çevreci ve düşük maliyetli bir katı hal yöntemi olması, yüzey kompoziti üretiminde kullanılan birçok sıvı ve gaz hal yöntemlerine göre daha ön plana çıkmasını sağlamıştır. Sürünme karıştırma prosesiyle yüzey metal matrisli kompozit elde ederken malzemenin mikroyapısının ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesinde birçok farklı mekanizma birlikte rol oynamaktadır. Matris yapısında elde edilen bu mukavemet arttırıcı mekanizmalar, yöntemin işlem gören malzemeye kazandırdığı kendine has özellikler ile kullanılan sert ikincil faz partiküllerin matris yapısına dağılmasıyla gelişen özelliklerin melezlenmesi ile sağlanmaktadır. Çalışmada SKP ile elde edilen YMMK’lerin mekanik özelliklerindeki gelişmede sert ikincil faz partiküllerin, dinamik rekristalizasyonun, Zener sabitlemenin (iğneleme) ve Orowan mekanizmasının etkileri incelenmiştir.

🔖

Cite This Article

GENÇER, G. M. (2021). Multiple Mechanisms Improving The Mechanical Properties Of Surface Metal Matrix Composites Obtained By Friction Stir Processing. Mühendis ve Makina, Cilt: 62 - Sayı: 705, 681–701. https://ajindex.com/articles/413501

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. Chawla, N., Chawla, K. K. 2006.
  2. Metal Matrix Composites, ISBN-13: 9780387233062, Springer Science & Business Media, United States of America. Kalemtaş, A. 2014. “Metal Matrisli Kompozitlere Genel Bir Bakış,” Putech&Composites, Ekim-Kasım-Aralık sayısı, s.18-30.
  3. Gürbüz, M., Mutuk, T. 2019. “Karbon Esaslı Malzeme Takviyeli Titanyum Kompozitler ve Grafen Üzerine Yeni Eğilimler,” Mühendis ve Makina, vol. 60, no. 695, p. 101-118.
  4. Nturanabo, F., Masu, L., Kirabira, J.B. 2020. “Novel Applications of Aluminium Metal Matrix Composites,” - Aluminium Alloys and Composites, ed. Cooke, K., ISBN: 978-1-78984-514-3, IntechOpen. DOI: 10.5772/intechopen.81519 Kainer, K.U. 2006. Metal Matrix Composites: Custom‐made Materials for Automotive and Aerospace Engineering, ISBN-13: 978-3-527-31360-0, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,Weinheim. Sharifitabar, M., Sarani, A., Khorshahian, S., Afarani, M. S. 2011. “Fabrication of 5052Al/Al2O3 Nanoceramic Particle Reinforced Composite via Friction Stir Processing Route,” Materials and Design, vol. 32, no. 8-9, p. 4164–4172. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.04.048
  5. Cavaliere, P. 2005. “Mechanical Properties of Friction Stir Processed 2618/Al2O3/20p Metal Matrix Composite,” Composites: Part A, vol. 36, no. 12, p. 1657–1665. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2005.03.016
  6. Gülcan, O., Tekkanat, K., Çetinkaya, B. 2019. “Fiber Metal Laminatlar ve Uçak Sanayiinde Kullanımı Üzerine Bir İnceleme,” Mühendis ve Makina, vol. 60, no. 697, p. 262-288.
  7. Gangil, N., Maheshwari, S., Siddiquee, A.N., Abidi, M.H., El-Meligy, M.A., Mohammed, J.A. 2019. “Investigation on Friction Stir Welding of Hybrid Composites Fabricated on Al–Zn–Mg–Cu Alloy Through Friction Stir Processing,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 8, no. 5, p. 3733-3740. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.06.033
  8. Mavhungu, S.T., Akinlabi, E.T., Onitiri, M.A., Varachia, F.M. 2017. “Aluminum Matrix Composites for Industrial Use: Advances and Trends,” Procedia Manufacturing, vol. 7, p. 178-182. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2016.12.045
  9. Şenel, M. C., Gürbüz, M., Koç, E. 2018. “Toz Metalürjisi Metoduyla Üretilen Al-Si3N4 Metal Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi,” Mühendis ve Makina, vol. 59, no. 693, p. 33-46.
  10. Kraiklang, R., Onwong, J., Santhaweesuk, C. 2020. “Multi-Performance Characteristics of AA5052 + 10% SiC Surface Composite by Friction Stir Processing,” Journal of Composites Science, vol. 4, no. 2. https://doi.org/10.3390/jcs4020036
  11. Gangil, N.