Al/B4C katmanlı kompozit malzemelerin döküm yöntemi ile üretimi ve balistik performansının incelenmesi
Layered Al/B4C production of composite materials by casting method and investigation of ballistic performance
Yazar: GÖKÇE YAMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKA ÖZER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL KARAKOÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında ön alaşımlı AA7075 matris malzemesi olarak kullanılmış ve toz
metalUrjisi metoduyla karıştırmalı döküm metodu bir araya getirilerek katmanlı kompozit
başarılı bir şekilde üretilmiştir. Toz karışımı ağırlıkça %50B4C, %1Grafen, %1 K2TiF6
flaks, AA7075 tozlarından oluşmaktadır. Döküm yoluyla toz üzerine ilave edilen AA7075
alaşımlı gruplar ise üç grup halinde elde edilmiştir. Birinci grup AA7075 alaşımı olarak,
ikinci grup AA7075 alaşımına ağırlıkça %0,5 Nano grafen ilaveli halde; üçüncü grup ise
AA7075 alaşımına ağırlıkça %1 Nano grafen ilave halde üretilmiştir. Numunelerin
mikroyapı incelemelerinde tüm numunelerde arayüzey bağları oluşmuştur. Sertlikler
incelendiğindeyse yüzeydeki bor karbür katmanının sertliği önemli ölçüde arttırdığı
görülmüştür. Yoğunlukların karşılaştırılması sonucu ise sadece B4C değil aynı zamanda
grafen ilavesinin de yoğunluğu düşürdüğü görülmüştür. Balistik testler 80×120 mm
boyutlarında 3 malzeme grubuyla hem sabit hızla hem de v50 hız limiti belirlenmek üzere
değişken hızlarla yapılmıştır. Numunelere yaklaşık 700 m/s lik hızda yapılan atışta ilk grup
numunede tam delinmenin olduğu, ikinci grup numunede merminin katmandan girdiği
fakat malzemeyi tamamen terk etmediği görülmüştür. Üçüncü grup numunede ise
merminin çıkış kısmına yakın bir şekilde durakladığı görülmüştür. Bu sonuçlardan
hareketle B4C miktarının balistik özellikleri iyileştirdiği aynı zamanda grafen oranının da
bu duruma katkı sağladığı görülmüştür. Balistik limit hızları incelendiğinde ise en düşük
balistik limit hızının biinci grup numunede olduğu görülürken en yüksek balistik limit
hızının ise üçüncü grup numunede olduğu görülmüştür. Bu sonuç, tıpkı sabit hız testi gibi
limit hızı testinde de B4C ilavesiyle ile beraber balistik limit hızının arttığını aynı zamanda
nano grafenin de balistik limiti iyileştirmeye katkı sağladığını göstermiştir.

Abstract:
In this thesis study, AA7075 was used as matrix material and composite was successfully
produced by combining powder metallurgy method and mixed casting method. Powder
mixture consists of 50%B4C, 1%Graphene, 1% K2TiF6 flux, AA7075 powders by weight.
AA7075 alloy groups added to the powder by casting were obtained in three groups. As
the first group AA7075 alloy, 0.5% by weight Nano graphene is added to the second group
AA7075 alloy; The third group was produced by adding 1% by weight of Nano graphene
to the AA7075 alloy. In the microstructure examinations of the samples, interfacial bonds
were formed in all samples. When the hardnesses were examined, it was found that the
boron carbide layer on the surface significantly increases the hardness. As a result of the
densities, it was found that B4C and graphene reduces the density. Ballistic tests were
carried out with 3 material groups measuring 80× 120 mm with both constant speed and
variable speed to determine the v50 speed limit. When the samples were discarded at a
speed of about 700 m/s, it was observed that the first group was the worst and the last
group was the best. It was found that the addition of B4C and graphene improves ballistic
characteristics. In addition, it has been shown that the ballistic limit is improved by the
addition of B4C and graphene in the limit speed test as well.