Theses supervised by Prof. Dr. Serdar Osman Yılmaz
10 theses · Tekirdağ Namık Kemal University, Fırat University
Östemper ısıl işleminin en GJS 650 ferritik sfero dökme demirin mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması
Bu çalışmada amaç çözelti sertleştirmesiyle mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerin mekanik özelliklerine östemper ısıl işleminin etkisini araştırmaktır. Numuneler Y-formunda ASTM A571M ye göre kum döküm ile üretilmiştir. Optik, taramalı mikroskoplar ve XRD yardımıyla malzemelerin mikroyapısı incelenmiştir. Sertlik, darbe ve çekme testleri yardımıyla numunelerin mekanik özellikleri incelenmiştir. Darbe testi sonrası kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Östemper ısıl işlemi sonrası yapıda %70 ferrrit ve %30 beynit oluşumunun en yüksek darbe tokluğu, akma mukavemetini verdiği belirlenmiştir. Mikroyapıdaki ösferrit fazı yapının sünekliği, tokluğu, ve uzama kabiliyeti üzerinde olumlu etki oluşturmuştur. Numunelerin mekanik özelliklerinin büyük ölçüde yapıdaki ösferrit ve kalıntı östenit oranına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Çözelti sertleştirmesiyle mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerin talaşlı imalatlarının kolay olması endüstriyel ölçekte maliyetleri düşürmektedir. Östemper ısıl işlemi bu tip malzemelerin deformasyon esnasında akma mukavemetlerini uzama kabiliyetlerini matriste bulunan ferritik faz yardımıyla artırırlar. Isıl işlem mukavemeti artırır ve süneklilk bir yapıda oluşan beynit fazı sebebiyle bir miktar düşer. Yapıda yüksek silis konsantrasyonu karbür oluşumunu engeller ancak çözelti sertleşmesiyle mukavemet artışını da sağlamış olur. Yüksek akma mukavemetinin yanında diğer avantajlar olarak çok iyi talaşlı izlenebilirliği ekleyebiliriz. Mevcut çalışmada çözelti sertleşmesi ile mukavemetlendirilen ferritik küre grafitli dökme demirlerde östemper ısıl işlem parametrelerinin mikrosertik, tokluk ve çekme mukavemeti üzerindeki etkileri incelenmiştir.
GGG 50 küre grafitli dökme demirin Cr-Mo takviyesi ile aşınma direncinin iyileştirilmesi
Proje kapsamında Molibden-Krom katkılı GGG50 malzemesi üretilip, bu malzeme belirli aşamalardan geçtiğinde, gerekli analiz, görüntüleme ve test sonuçları elde edildiğinde, küre grafitli dökme demirin değişken şartlarda kazandığı farklı mekanik özellikler doğrultusunda bazı takım çeliklerinin yerine yüksek aşınma direnci, yüksek darbe direnci katarak ağır işletme şartlarına haiz birçok alanda kullanılabilecek yeni bir malzeme sunulması anlatılmıştır.
FeB toz boyutunun AISI 4140 çeliğinin borlama paramatrelerine etkisinin araştırılması
Borlama işlemi, termokimyasal kaplamalar arasında yüksek yüzey sertliği, düşük sürtünme katsayısı, yüksek korozyon ve oksidasyon direnci gibi üstün özelliklere sahip olması ve birçok metalik malzemeye uygulanabilmesi sebebiyle ön plana çıkmaktadır. Borlama işlemi için yeni bir borlama tekniği geliştirilmiştir. Kaplama işleminde, bor kaynağı olarak ferrobor alyajı tozu kullanılıp ferrobor ve sodyum silikat karıştırılarak jel haline getirildi. Ferrobor tozu ile sodyum silikat karışımı mekanik alaşımlamada kullanılan hızlı öğütücü (mekanik alaşımlama cihazı) vasıtasıyla öğütüldüler. Borlama karışımı Spex tipi öğütücüde (1200 dev/dak) 1, 2 ve 4 saatlik öğütmelere tabi tutuldu. Öğütülen tozların DTA'sı alaınarak tozların yüzey enerjilerindeki değişim belirlendi. İşlem AISI 4140 çeliğinin yüzeyine tatbik edildi. Borlama parametreleri olarak; sıcaklık 750-950 oC ve süre 2-8 saat aralıklarında seçildi. Borlama işlemi sonrası, demir borür tabakası ile kaplanan numunelerin mikroyapları ve aşınma karakteristikleri incelendi. Mikro yapı çalışmaları esnasında numunelerin optik ve SEM ile mikroyapı görüntüleri alınarak tabaka kalınlıkları ve tabaka morfolijisi tespit edildi. XRD işlemi ile yüzeydeki borürlerin tipleri belirlendi. DTA (diferansiyel termik analiz) ile borür tabakasındaki fazların entalpileri ve bu fazların dönüşüm sıcaklıkları tespit edildi. Mikro sertlik yöntemi ile kaplanmış tabakların sertlikleri belirlendi. Yüzeydeki sertlik dağılımı, kaplama kalınlığı, mikro yapı gibi sonuçlar sıcaklığın, sürenin ve atritörde öğütme süresinin fonksiyonu olarak belirlendi. Kaplama kalınlığı kinetiği incelendi. GODES ile numunelerin yüzeyinden içeriye doğru bor konsantrasyonu değişimi belirlendi. Kaplamada mekanik alaşımlamanın aktivasyon enerjisi üzerindeki etkisi, yüzey enerjisi üzerindeki etkisi ve tabakalaşmada faz dönüşümü üzerindeki etkileri belirlenmeye çalışıldı. Borlamada sodyum silikat dışında Na2SO4, NaF, NH3Cl, Na2B4O7, NaCl gibi bağlayıcılar kullanılarak sodyum silikatlı sonuçlar ile karşılaştırıldı. Aşınma testleri için "pin-on-disc" konfigürasyonu kullanıldı. İşlem kuru ve atmosfere açık ortamda, 0.8 ms-1 hızlarında, 40 ve 60 N yükleri altında gerçekleştirildi. 8 saatlik borlama süresi ve 900-950 oC sıcaklıkta borlanmış numunelerde, aşınma yüzeyde deformasyon oluşumu safhasına kadar oksit oluşumu ile gerçekleşirken, 4-6 saatlik borlama süresi ve 800-850 oC sıcaklık şartlarında borlanmış numunelerde, aşınmış yüzeylerde oksitli aşınma belirlenirken yüzeydeki bor tabakasında aşınma sonrası çatlama oluşmadığı görüldü.
Mekanik alaşımlama yöntemi ile FeCrC takviyeli Ni esaslı kompozit üretimi
M7C3 ile takviyelendirilmiş intermetalik matrisli Ni-Al kompozitleri, mekanik alaşımlama işlemi ile Ni, Al ve M7C3 taneciklerinin katı hal reaksiyonu yoluyla üretildi. 100 μm boyutundaki Ni, Al ve M7C3 tozları karıştırılıp, mekanik alaşımlandı ve preslenip, fırında sinterlendi. M7C3 , Ni ve Al'nin birlikte sentezlenmesi sonrasında Fe, Cr ve Al içeren α-Ni fazı matris olarak teşekkül etmiştir. Takviye olarak nano boyuttaki Ni3Al intermetalikleri, M7C3 karbürleri ile beraber yapıda homojen olarak dağıldı. Yapıda oluşumu istenmeyen NiAl intermetaliklerinin oluşumunu engellenmiştir. Mekanik alaşımlanmış kararsız M7C3 tanecikleri mekanik alaşımlama ve sinter esnasında matris içerisinde kısmen çözülmüştür. Kompozitlerin morfolojisi M7C3 karbürlerinin çözünme oranına ve sinter sıcaklığına bağlı olarak değişmiştir.
Epoksi matrisli M7C3 karbür takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Polimer matrisli kompozit malzemeler gıda, otomotiv, savunma, uçak, uzay, tekstil sanayi, spor malzemeleri gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Polimer matrisli kompozit malzemelerin dayanım değerlerini artırmak için çoğunlukla takviye elemanı olarak cam, karbon ve aramid gibi elyaflar kullanılmaktadır. Bunların yanında polimer matris malzemelerinin özellikle eğilme dayanımı, rijitlik ve aşınma dayanımı gibi özelliklerinin düşük olmasından dolayı, polimer malzemeler farklı partiküllerle modifiye edilmektedir. Partikül takviyesi polimer malzemelerin mekaniksel ve fiziksel özelliklerini önemli oranda etkilemektedir. Bu çalışmada, epoksi reçine kullanılarak polimer matrisli ve parçacık takviyeli kompozitler hazırlanmıştır. Katkı malzemeleri olarak krom karbür, bronz ve gres yağı kullanılmıştır. Krom karbür parçacıkları 75 mikron boyut mertebesinde kullanılmıştır. Hazırlanan numunelerin detaylı aşınma ve basma testleri yapılmış olup SEM görüntüleri çekilmiştir. Çalışmamızda ana takviyemiz olan krom karbüre ek olarak bronz ve gres yağı eklenmiştir. Deneysel çalışmalara ilk olarak sadece krom karbür takviyeli numunelerle başlanmıştır ve daha sonra aşınma kabiliyetini arttırmak ve sürtünme katsayısını azaltmak için ek olarak gres yağı ve bronz eklenmiş ve bu katkı malzemelerinin malzemelere olan etkileri incelenmiştir.
SR katkılı A360 alüminyum alaşımlarında termomekanik işlemin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında kum kalıba döküm yöntemi ile üretilmiş A360 alaşımına, mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisini incelemek üzere %ağ. 0.0144, 0.0441 ve 0.0767 oranlarında stronsiyum ilave edilmiştir. Daha sonra numunelere ön yaşlandırma işlemi yapılarak ısıl işlemin etkisi de görülmüştür. Bu işlemler sonucunda en yüksek çekme mukavemetine sahip numunelere termomekanik işlemler uygulanmıştır. Bu işlemin ilk aşamasında numunelere %10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 miktarlarında soğuk deformasyon uygulanmıştır. Deformasyon sonrası çekme mukavemeti en yüksek numunelere yeniden yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Ön yaşlandırma işlemleri 160, 180, 200 oC sıcaklık ve 2, 4, 6 saat sürelerle gerçekleştirilirken yeniden yaşlandırma işlemleri 160, 180, 200, 280, 320° sıcaklık ve 2, 4, 6 saat sürelerde uygulanmıştır. Tüm işlem adımlarında mekanik özellikleri belirlemek üzere numunelere sertlik ve çekme testi uygulanmıştır. Ayrıca ön yaşlandırma işlemi uygulanan numunelere yorulma testi yapılmıştır. Mikroyapı çalışmaları, optik mikroskop, (SEM), (EDS) ve (XRD) ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde stronsiyum elementinin ötektik silisyum üzerinde önemli etkisi olduğu görülmüştür. Isıl işlemsiz ve ısıl işlemli stronsiyum içeren numunelerde en yüksek çekme mukavemeti ve sertlik değeri %ağ. 0.0144 oranında stronsiyum içeren numunelerde görülmüştür. Soğuk deformasyona uğrayan numunelerde en yüksek çekme mukavemeti %70 oranında deforme edilen numunelerde görülmüştür. %50, 60 ve 70 miktarlarında deforme edilen numunelere yeniden yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Yeniden yaşlandırma sonucunda numunelerin mukavemet değerleri düşerken süneklik değerleri yükselmiştir.
Gazlı fırın ve ocaklarda kullanılan lama ve döküm malzemeden yapılan ızgaraların veri ve emisyona etkisi
Evsel pişirici ve endüstriyel pişirme amaçlı kullanılan gazlı fırın ve ocaklarda kullanın pişirici kapların yanıcı üzerinde pozisyonlarının doğruluğunun sağlanması ve pişirmenin kolay bir şekilde yapılabilmesi için yanıcıların üst kısmında ızgara kullanılmaktadır. Pişirici sektörü incelendiğinde bu ızgara ham maddesi üretilebilirlik, güvenlik, maliyet ve kullanım kolaylığı bakımından 2 farklı hammadden üretim yapılmaktadır. Bu hammaddeler lama çelik ve döküm malzemedir. Izgara tasarımı, hammaddesi yanma sonucu oluşan atık gazların emisyonuna ve yanma verimine etkisi oldukça fazladır. Ülkemizde gazlı pişirici kullanım oranı %74 iken Dünya'da gazlı pişirici kullanım oranı yaklaşık %42'dir. Bu oranlar göz önüne aldığımızda yanma sonucu ortaya çıkan atık gazların ve doğaya salınan ısının çevre etkisi oldukça fazla olduğu görülmektedir. Doğaya salınan atık gazlar ve atık ısı küresel ısınma başta olmak üzere birçok çevresel olumsuz etkisi olduğu bilinmektedir. Dünya'da ve ülkemizde enerji verimliliği ve atık gazların doğaya salınımının düşürülmesi konusunda oldukça fazla çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalar doğrultusunda yanma sonucunda ortaya çıkan atık ısı ve atık gazların kullanılan ızgaraya göre değişimini ve bu hammaddelerin etkisini çalışmamızda deneysel olarak ortaya koyduk. Çalışmamız sırasında ızgara tasarımı NX programında yapılmış olup testler Bolu Arçelik Pişirici Cihazlar işletmesi akredite gaz laboratuvarında EN30-1-1 standardının test talimatlarına göre yapılmıştır. EN30-1-1 standardında emisyon ve verim değerleri için minimum ve maksimum değerler belirlenmiştir. Testler sırasında kullanılan cihazlar testten önce kalibre edilmiş ve test ekipmanlarının standart maddelerine uygunluğu teyit edilmiştir. Testi yapan personelin test yeterlilik belgesi olduğu belirlenmiştir.
Ötektik altı yüksek kromlu beyaz dökme demire mo-w-ti ilavesiyle aşınma direncinin iyileştirilmesi
Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, yüksek krom-molibdenli beyaz dökme demir malzemenin çeşitli ısıl işlem ve soğutma şartlarında sertlik, aşınma direnci gibi mekanik özellikler bakımından nasıl davrandığı ve mikro yapısının nasıl değiştiği incelenmiştir. Isıl işlem fırınlarında 800, 900, 1000, 1100 ve 1200 oC sıcaklıklarında 1, 3, 6, 12, 24 saat sürelerinde ısıl işleme tabi tutulan yüksek krom-molibdenli beyaz dökme demir malzemeden elde edilmiş numuneler havada, tuzlu suda ve yağda olmak üzere farklı şartlarda soğutulmuştur. Makro sertlik cihazı kullanılarak numunelerin Rockwell C cinsinden sertlikleri bulunmuş ve abrasif aşınma dirençleri kurulan bir deney düzeneği vasıtasıyla ölçülmüştür. Optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve XRD yöntemleri kullanılarak numunelerin metalografik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda N4.1 (1100 oC, 1 saat, hava soğutma) numunesinin en sert, N4.2 (1100 oC, 3 saat, hava soğutma) numunesinin abrasif aşınma direnci en yüksek, N1.3 (800 oC, 6 saat, hava soğutma) numunesinin en yumuşak numuneleri olduğu tespit edilmiştir. Yüksek krom-molibden katkılı beyaz dökme demirin abrasif aşınma direncinde %44'lük bir iyileştirme gerçekleştirilebilmiştir.
Fe esaslı Ti+Ni3Al+Al2O3 takviyeli kompozitte mekanik alaşımlama yönteminin etkisi
Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, toz metalürjisi yöntemi ile titanyum, nikel, alüminyum ve alüminyum oksit takviyeli, demir matrisli kompozitler üretildi. Üretilen kompozitlerin metalografik özellikleri belirlendi. Üretim yapılmadan önce literatürde bulunan benzer çalışmalar araştırıldı ve elde edilen sonuçlar incelendi. Yapılan araştırmalar sonucunda kompozitlerin üretim esnasında basınç ve sıcaklık değerleri belirlendi. Kompozitlerin mikro yapılarının analizi için taramalı elektron mikroskobu(SEM), EDS, XRD, Optik ve Mikrosertlik analizleri kullanıldı. Sonuç olarak üretim aşamasında kullanılacak yöntemler ve değerler belirlenmiş olup elde edilen sonuçlar hakkında bilgi verilmiştir.
Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen Fe esaslı Mo+NiAl+WC takviyeli kompozit malzemelerin adhesif aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalışmada, MoC-NiAl ve Mo-NiAl-WC tozları belirli oranlarda karıştırılarak mekanik alaşımlama yöntemiyle takviye üretilmiştir. Üretilen takviyeler Fe matrisi içinde belirli oranlarda kullanılmış ve Fe matrisli- karbür takviyeli kompozitler elde edilmiştir. Çalışmada kompleks takviye kullanılmasının sebebi, karbürlerin NiAl ile sıvanmasını sağlamak ve Fe matris ile tane sınırında gevrek faz oluşturmadan karbürlerin matrise bağlanabilmesini araştırmaktır. Aynı zamanda, karışım içindeki farklı takviye oranlarının mikroyapıya olan etkisi araştırılmıştır. Mekanik alaşımlama yönteminin Fe esaslı MoC NiAl ve Mo NiAl WC takviyeli kompozit malzeme hazırlama sürecine olan etkileri, nihai üründeki mekanik ve fiziksel değişimler bazında gözlenmiştir. Kompozitlerin mikroyapılarının analizi için SEM, EDS, XRD, Optik, Mikrosertlik ve Mapping analizleri kullanılmıştır. Son olarak bu takviye malzemeler ile oluşturulan kompozitlerin Fe matrisi ile uyumu incelenerek, aşınma değişimlerinin mekanik alaşımlama yöntemi ile optimizasyonu sağlanmıştır.