Discontinuously reinforced metal matrix composites - Part 1 : Strength

Abstract

Metal matrix composites (MMCs) involve some complex dependency which inhibit the understandings of the responses to the extermal load characterized variously, efficiency of nondestructive methods, design, and formability. Therefore, by the increasing in the requirements of high performance materials, science associated with design and prediction of the properties and the performance of MMCs becomes predominant and more attractive. While the most of the properties of MMCs obtained by metals or alloys reinforced continuously are determined by the rule of mixture, the validty of this rule is out of question in the discontinuously reinforced metal matrix composites (DMMCs). As an another main difference from continuously reinforced MMCs the matrix of DMMCs is not only a load transferer but is also bearer. Thus, the mechanisms similar to that of affecting ductility and strengthening of continuously reinforced MMCs would not be operative in DMMCs, anymore. In this study, the mechanisms affecting and increase in stregth of DMMCs are reviewed based on the experimental and theoretical data and findings given by various investigators, and the tensile behaviour of five composites reinforced with various volume fraction of silicon carbide and of an aluminium based matrix alloy processed similarly , are investigated.

Özet

Metal matrisli kompozitler (MMK) şekillendirilmelerini, tahribatsız kontrol metodlarının etkinliğini ve tasarımda en yüksek etkinlik için gerekli olan çeşitli yüklere karşı davranışlarının anlaşılmasını engelleyecek çok karmaşık bağımlılıklar içermektedir. Bu nedenle ve gelişmiş malzemelere olan gereksinimin artmasıyla MMK'ların özelliklerinin ve performanslarının öngörülmesi ve tasarımı ile ilgili bilim alanları önem kazanmaktadır. Metallere veya alaşımlara sürekli katkıların ilavesiyle elde edilen MMK'ların özelliklerinin büyük bir kısmı karışım oranları kanuna göre belirlenirken, süreksiz katkılı metal matrisli kompozitlerde (SMMK) bu söz konusu değildir. Ayrıca sürekli katkılı MMK'lardan farklı olarak, SMMK'larda metal matris yalnızca yük iletici değil aynı zamanda taşıyıcıdır. Dolayısıyla, SMMK'lerin dayanımı ve düktilitesi üzerinde sürekli katkılarda geçerli mekanizmalar artık etkin olmayacaktır. Bu çalışmada, çeşitli araştırmacılar tarafından gerçekleştirilmiş teorik ve deneysel çalışmalardan elde edilen veri ve bulgulara dayanarak süreksiz katkılı MMK'larda dayanımı arttıran ve üzerinde etkin olan mekanizmalar incelenmiş, ayrıca çeşitli oranlarda silisyum karbür katkılı beş kompozitle, karşılaştırma amacıyla aynı süreçlerle işlenmiş alüminyum bazlı katkısız matris alaşımının çekme davranışları araştırılmıştır.