Theses supervised by Yahya Hışman Çelik
19 theses · Batman University
Toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiş farklı oranlarda B4C takviyeli Al matrisli kompozitlerin aşınma davranışlarının araştırılması
Toz metalürjisi yöntemi sayesinde metal tozlarının istenilen şekle çok kısa zamanda dönüştürülmesi ekonomik anlamda seri imalatı mümkün kılmaktadır. Bu durum, malzemelerde talaşlı işleme ihtiyacını ortadan kaldırarak çok az malzeme kaybıyla, karmaşık ve boyutsal hassasiyeti yüksek parçaların üretilmesine olanak sağlamaktadır. Özellikle alüminyum ve alaşımları, ticari alanlarda vazgeçilmez malzemeler olarak toz metalürjisi yöntemi ile üretimde yerini almıştır.Bu tez çalışmasında, toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiş B4C takviyeli Al matrisli kompozitlerin farklı takviye oranlarının aşınma davranışına olan etkileri incelenmiştir. Saflıkları %99,9 ve boyutu 325 mesh olan Al ve B4C tozları, saf Al, %4 B4C/Al, %8 B4C/Al, %12 B4C/Al ve %16 B4C/Al olacak şekilde hazırlanmıştır. Hazırlanan bu karışımlar 350 MPa basınç altında preslenerek 580oC'de 90 dakika boyunca atmosferik ortamda sinterlenmiştir. Üretilen numunelerin mikrosertlik ve aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu kompozitlerin aşınma deneyleri özel olarak imal edilen test düzeneği ile 0,46 m/s sabit hızda, farklı uygulama yüklerinde (5N,10N ve 15N) ve farklı kayma mesafelerinde (250m,500m,750m ve 1000m) yapılmıştır. Ayrıca üretilen malzemelerin aşınmış ve aşınmamış yüzeylerindeki mikroyapısal değişimleri belirlemek için optik mikroskop, SEM, EDS analizleri yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda Al matrisli kompozitlerde B4C takviye oranının artması sertliğinin artmasına ve aşınma kaybının azalmasına yol açtığı tespit edilmiştir. Ayrıca kayma mesafesi ve uygulanan yükün artması ile aşınma miktarının arttığı görülmüştür. Bu durum, SEM görüntüsü ve EDS analizlerinden de görüldüğü gibi mikroyapıdaki takviye oranının sıklığı ve matris içerisindeki dağılımı ile ilgili olduğu gözlemlenmiştir.
Poliürea kaplı cam fiber takviyeli polimer kompozitlerin darbe sonrası eğilme davranışlarının incelenmesi
Cam fiber takviyeli polimer (CFTP) kompozit malzemeler; üstün mekanik özellikleri, düşük yoğunlukları ve korozyona karşı yüksek dirençleri sayesinde özellikle havacılık ve savunma sanayi başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu malzemeler, darbe etkisi altında gözle görülmeyen, ancak yapısal bütünlüğü olumsuz etkileyebilecek iç hasarlara maruz kalabilmektedir. Bu yüksek lisans tezinde, CFTP kompozitlerin darbe dayanımını artırmak ve çevresel etkilere karşı koruma sağlamak amacıyla, el yatırma yöntemiyle 0°, 15°, 30° ve 45° fiber yerleşim açılarında üretilen kompozit levhaların bir kısmına, yüksek darbe direnci ve enerji sönümleme kapasitesiyle bilinen poliürea kaplama uygulanmıştır. Kaplamalar, tek taraflı ve çift taraflı olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Numunelere sabit 60 J enerji altında düşük hızlı darbe testi uygulanmış, ardından üç nokta eğilme testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler, hasar toleransı, enerji absorpsiyonu ve artık eğilme dayanımı açısından analiz edilmiş ve kaplamasız numunelerle karşılaştırılmıştır. Analizler sonucunda, poliürea kaplamanın CFTP kompozitlerin darbe sonrası yapısal dayanımını olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Özellikle çift taraflı kaplamanın, darbe sonrası kompozitlerin taşıma kapasitesini artırarak yapısal bütünlüğün korunmasına önemli ölçüde katkı sağladığı tespit edilmiştir. Eğilme testleri, darbe öncesi tüm numunelerin yüksek mekanik performansa sahip olduğunu ortaya koyarken; darbe sonrası yaşanan performans kaybının kaplama türüne bağlı olarak farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Kaplamasız numunelerde eğilme dayanımında belirgin bir azalma meydana gelirken, çift tarafı kaplı numunelerde bu azalma daha az meydana gelmiştir. Ayrıca fiber yöneliminin, hasarın oluşumu ve yayılım karakteristiği üzerinde belirleyici bir parametre olduğu sonucuna varılmıştır.
Farklı sentetik fiberler ile takviye edilmiş alüminyum tabakalı kompozitlerin mekanik özelliklerine termal çevrimin etkisi
Bu çalışmada, farklı fiberlerle takviye edilmiş alüminyum tabakalı kompozit malzemelerin mekanik özelliklerine termal çevrim işleminin etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Araştırma kapsamında, 2024-T3 alüminyum alaşımlı levha ile cam, karbon, bazalt ve aramid fiberlerin tekil veya kombinasyon hâlinde kullanımıyla toplam beş tabakadan oluşan on farklı tabakalı kompozit yapı (Arall, Carall, Glare, Barall, Ar-Carall, Ar-Glare, Ar-Barall, Car-Glare, Car-Barall ve Gl-Barall) vakum torbalama yöntemiyle üretilmiştir. Kompozitlerin 1., 3. ve 5. tabakaları alüminyum levhalardan, 2. ve 4. tabakaları ise belirlenen fiber takviye kombinasyonlarından oluşturulmuştur. Üretilen kompozit numunelerin bir bölümü doğrudan mekanik testlere tabi tutulmak üzere ayrılmış; diğer bölümü ise farklı sayılardaki termal çevrim işlemine maruz bırakılmıştır. Termal çevrimler, sıcaklık farkı 120 °C olacak şekilde –45 °C ile +75 °C arasında uygulanmış ve bu çevrimler sırasıyla 5., 15., 25., 50., 100. ve 150. döngü sayılarında gerçekleştirilmiştir. Çevrim sonrasında, kompozit numunelerin mekanik davranışları çekme testi, eğilme testi, çentik darbe testi, kısa kiriş tabakalar arası kayma (SBS) testi ve yarı statik penetrasyon testi (QSPT) ile değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda, hem tabakalı kompozit yapı bileşiminin hem de uygulanan termal çevrim sayısının mekanik performans üzerindeki etkileri karşılaştırmalı ve sistematik bir biçimde analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, termal çevrimlerin fiber metal laminat (FML) kompozitlerin mekanik performansı üzerinde karmaşık ve yapıya özgü etkilere sahip olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak, bazı kompozit türlerinde ilk çevrimlerde hafif bir mukavemet artışı gözlemlenirken, artan çevrim sayısıyla bu artışın kısmı geri kaybedildiği ve uzun çevrimler sonunda yeniden bir toparlanma eğiliminin ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Termal çevrimlerin uzama miktarı ve enerji emilimi kapasitesi üzerinde ise genellikle olumlu etkiler yarattığı görülmüştür. Özellikle bazı hibrit FML kompozitlerin, tek tip fiber içeren kompozitlere kıyasla termal çevrimlere karşı daha istikrarlı veya iyileşmiş mekanik özellikler sergilediği belirlenmiştir. Bu sonuçlar, FML’lerin tasarım ve uygulama süreçlerinde termal çevrim etkilerinin dikkate alınmasının kritik önem taşıdığını göstermektedir. Ayrıca, farklı malzemeler arasındaki termal genleşme katsayılarının uyumsuzluğundan kaynaklanan iç gerilmeler, mikroçatlak oluşumu ve delaminasyon gibi hasar mekanizmalarının anlaşılması, daha dayanıklı ve uzun ömürlü kompozit yapıların geliştirilmesi açısından yol gösterici olacaktır.
Baret üretiminde kullanılan cam fiber malzemede istifleme açısının darbe dayanımına etkisinin iş sağlığı ve güvenliği açısından incelenmesi
İş Sağlığı ve Güvenliği alanında sağlık ve güvenlik riskine karşı kişisel koruyucu donanımlar kullanılmaktadır. Koruyucu başlıklar, eldiven, maske, kulaklık, gözlük vb. aletler bunlardan bazılarıdır. İnsanların başını, yüksekten düşen cisimlere veya oluşabilecek kazalarda meydana gelebilecek darbelere karşı koruyan baret ve kask gibi ekipmanlar, en yaygın kullanılan kişisel koruyucu donanımlar arasındadır. Baret ve kasklar genellikle PE, ABS, YYPE veya sertleştirilmiş fiberglas malzemeden yapılmaktadır. Bu çalışmada ise cam fiber malzeme kullanılarak farklı istifleme açılarında ve diziliminde üretilen malzemenin darbe dayanımı direnci ve baret olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Farklı ölçülerde üretilen numuneler için ağırlık düşürme testi ve Charpy darbe deneyi uygulanmıştır. 20 J ve 40 J için yapılan ağırlık düşürme testlerinde maksimum kuvvet, emilen enerji ve maksimum yer değiştirme değerleri belirlenerek, zamana bağlı grafikler çizilmiş ve detaylı analizler sunulmuştur. Ayrıca darbe düşürme deneyi sonrasında numunelerin ön ve arka yüzündeki alanlar hesaplanarak deformasyon dirençleri belirlenmiştir. Bunlara ilaveten Charpy darbe deneyi ile numunelerin yatay ve dikey olması durumunda darbe sönümleme kapasiteleri belirlenmiştir. Sonuç olarak istifleme açıları ve dizilimlerinin, malzemenin elastik ve plastik deformasyon bölgeleri, tepe kuvvetleri ve kırılma davranışları ile enerji tutma kapasiteleri üzerinde etkin olduğu saptanmıştır.
Fren balatalarına rafine bor bileşeni ilavesinin mikroyapı, sertlik ve aşınma üzerindeki etkisinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, fren balatalarına rafine bor bileşeni ilavesinin mikroyapı, sertlik ve aşınma özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada kullanılan ana malzemeler arasında novolak reçine, bakır, alümina, grafit, pirinç, zirkonyum silikat, kalsiyum sülfat, çinko sülfat ve baryum sülfat yer almakta olup, bunlara ek olarak borik asit ve boraks dekahidrat tozları belirli ağırlık oranlarında balata karışımına dahil edilmiştir. Malzeme formülasyonunda, baryum sülfat toplam ağırlığın %1,25, %2,5, %5, %10 ve %20 oranlarında azaltılmış ve yerine borik asit ve boraks dekahidrat tozları eklenmiştir. Tartım işlemleri sonrası tüm malzemeler, mekanik bir karıştırıcı ile karıştırıldıktan sonra 30 mm çapındaki kalıplara yerleştirilerek 10 MPa basınç ve 140 °C sıcaklık altında 30 saniye ile preslenmiştir. Her formülasyon için üç adet numune üretilmiştir. Üretilen numunelerin mikroyapıları optik mikroskopla incelenmiştir. Ayrıca numunelerin teorik ve yığınsal yoğunlukları hesaplanmış ve bu yoğunluk değerlerine bağlı olarak porozite oranları belirlenmiştir. Daha sonra Brinell sertlik testi ile sertliği belirlenen numuneler, 18 N yük altında 400 m, 800 m ve 1200 m kayma mesafelerinde aşınma testine tabi tutulmuştur. Mikroyapı analizleri, numunelerin gözenekli bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir ve yapıdaki bor bileşeni oranı arttıkça gözenekliliğin arttığı görülmüştür. Bu durum, yoğunluğun azalmasına neden olmuştur. Rafine bor ürünü kullanılan numunelerde, başlangıçta artan takviye oranı ile sertlik değerinin yükseldiği, ancak belirli bir takviye oranının üzerine çıkıldığında sertlik değerinde düşüş tespit edilmiştir. Borik asit bileşeninin kullanıldığı numunelerde %2,5 takviye oranından, boraks dekahidrat bileşeninin kullanıldığı numunelerde ise %5 takviye oranından en yüksek sertlik değerleri elde edilmiştir. Öte yandan sertlik ve aşınma arasında doğrusal bir ilişki olduğu görülmüştür. En yüksek sertliğe sahip numunelerin daha düşük aşınma hacmine ve oranına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca balata numunesine eklenen rafine bor bileşeninin sürtünme katsayısını da arttırdığı tespit edilmiştir.
Fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozları ile küllerinin karakterizasyonu ve kompozit özelliklerinin belirlenmesi
Teknolojik gelişmelerle beraber demir, çelik, alüminyum gibi geleneksel malzemeler yetersiz kalmakta ve bu malzemelerin yerine kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Çünkü kompozit malzemeler düşük ağırlıkta yüksek mukavemet oranı gibi avantajlar sunmaktadır. Kompozitlerde; cam, karbon ve aramid gibi fiber takviyeler ve silisyum karbür, bor karbür gibi seramik partüküller genellikle takviye elemanı olarak kullanılmaktadır. Ancak bu tür takviye elemanlarının geri dönüşümündeki zorlukları, çevreye olan olumsuz etkileri ve yüksek üretim maliyetleri nedeniyle bilim insanlarını doğal takviye elemanlarıyla üretilen kompozit malzemelere yönlendirmiştir. Bu çalışmada fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabukları takviye elemanı olarak kullanılarak kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu doğrultuda, takviye elemanları öğütülerek 0-300 µm, 300-600 µm ve 600-850 µm tane boyutlarında toz partiküller elde edilmiştir. Toz partiküllerin bir kısmı 600 °C ve bir kısmı da 900 °C de kül haline getirilmiştir. Bu toz partiküllerin ve küllerin kimyasal analizleri ile selüloz, kül, nem ve metal miktarları, X-Işını Kırınım (XRD) ve Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometre (FT-IR) analizleri ile yapısal özellikleri karakterize edilmiştir. Ayrıca, poliester matris malzemesine, bu toz partiküllerden ve küllerden ağırlıkça %0, %10, %20 ve %30 oranlarında ilave edilerek kompozit malzemeler üretilmiştir. Toz partikül ve küllere ait kimyasal ve yapısal özelliklerin, üretilen bu kompozitlerin yoğunluğu, ısı iletkenliği, çekme dayanımı, eğme dayanımı ve basma dayanımı gibi fiziksel, termal ve mekanik özelliklerine etkisi analiz edilmiştir. XRD analizlerinden fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozlarında gözlenen selüloz yapısının kül etme işlemi ile parçalanarak değiştiği tespit edilmiştir. Fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozlarının FT-IR ile incelenen yüzey fonksiyonel yapılarında gözlenen piklerin ağırlıklı olarak selüloz, hemiselüloz yapılarından kaynaklı olduğu belirlenmiştir. Kayısı çekirdeği kabuğu tozundaki selüloz (%28,40), hemiselüloz (%24,12) ve lignin (%54,63) miktarlarının fındık ve fıstık kabuğu tozlarınkinden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Fındık kabuğu tozunun rutubet miktarı (%10,04) en yüksek elde edilmiştir. Bunu sırasıyla fıstık kabuğu tozu (%8,19) ve kayısı çekirdeği kabuğu tozu (%6,48) takip etmiştir. En yüksek kül miktarı, %8,57 ile kayısı çekirdeği kabuğu tozunda, en düşük ise %1,53 ile fındık kabuğu tozunda gözlemlenmiştir. Kül etme sıcaklığının artması çok az da olsa elde edilen kül miktarını düşürmüştür. Fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozlarının element analizlerinde, azot, karbon, hidrojen ve oksijen elementleri görülmüştür. Ağır metal analizlerinde ise Sn, Ca, K, Na, Mg, Fe, Ni, Mn, Cu, Zn ve Si gibi ağır metallere rastlanmıştır. Kayısı çekirdeği kabuğundaki bulunan ağır metal miktarlarının fındık ve fıstık kabuğundakilerinden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Saf poliester malzemesinin yoğunluğu (1,145 gr/cm3), fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozu ve külleriyle üretilen kompozitlerin yoğunluklarından düşük elde edilmiştir. Kompozit malzeme içerisindeki takviye oranı arttıkça, kompozitin yoğunluğu artmıştır. Kompozit malzemelerde, en yüksek yoğunluk %30 kayısı çekirdeği kabuğu külü takviyeli kompozitten 1,406 gr/cm3 olarak elde edilirken, en düşük yoğunluk %10 fındık kabuğu tozu takviyeli kompozitten 1,205 gr/cm3 olarak elde edilmiştir. Saf poliester malzemesinin (0,151 W/mK) ısı iletim katsayısı, saf poliester malzemesine ilave edilen takviye elemanı ile artmıştır. En yüksek ısı iletim katsayısı %30 fındık kabuğu külü takviyeli kompozitten 0,207 W/mK elde edilirken, en düşük ısı iletim katsayısı %10 kayısı çekirdeği kabuğu tozu takviyeli kompozitten saf poliester malzemeninki kadar oluşmuştur. Poliester malzemesine ilave edilen fındık, fıstık ve kayısı çekirdeği kabuğu tozları, matris malzemesinin 31,54 MPa olan çekme dayanımını olumsuz yönde etkilemiştir. Ancak matris malzemesine düşük oranlarda ilave edilen toz partiküller eğme ve basma dayanımı üzerinde olumlu etki oluşturmuştur. Genel olarak 300-600 µm tane boyutundan elde edilen değerler 0-300 µm ve 600-850 µm tane boyutlarındakinden daha iyi sonuçlar vermiştir. Kül takviyeli kompozitlerin tüm mekanik özellikleri, saf poliesterinkinden oldukça kötü çıkmıştır.
Tozaltı kaynağıyla birleştirilen içme suyu isale hatlarındaki ST37 çelik borularda ısıl işlemin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, içme suyu isale hatlarında kullanılan 4 mm kalınlığındaki St37 çelik malzemelerin 400 ve 450 A akım değerlerinde tozaltı kaynağı ile birleştirilmesi yapılmış ve birleştirilen kaynaklı bağlantılara farklı sertlik değerleri kazandırmak için ısıl işlem uygulanmıştır. Akım değerlerinin ve sertleştirme ısıl işleminin çelik malzemelerin çekme dayanımı, sertlik ve mikroyapı üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Çekme test sonuçlarına göre 400 ve 450 A akım değerleriyle birleştirilmiş kaynaklı bağlantıların gerilim değerleri sırasıyla 458 MPa ve 401 MPa olarak elde edilmiştir. Bu değerler, kaynaksız numunenin 390 MPa olan gerilim değerlerinden yüksek çıkmıştır. Sertleştirme ısıl işlemi ile numunelerin gerilim değerleri artmış ve gerinim değerleri düşmüştür. Maksimum sertlik elde edilen numunelerin gerilim değerleri kaynaksız numunelerde 1110 MPa, 400 A akım değeriyle birleştirilen numunelerde 1057 MPa ve 450 A akım değeriyle birleştirilen numunelerde ise 1001 MPa elde edilmiştir. Sertlik test sonuçlarına göre ana malzemeden kaynak metaline gittikçe sertlik değeri artmıştır. Ana malzemenin sertliği 140~147 HV arasında ölçülmüştür. Yüksek sertlik değerlerinin elde edildiği kaynak metalinde, 400 A akım değeri için ölçülen sertlik değerleri 197-205 HV arasında iken, 450 A akım değeri için ölçülen sertlik değerleri 191-195 HV arasındadır. Sertleştirme ısıl işlemi ile malzemelerin doğrudan karbona maruz kalan dış yüzeylerinde daha yüksek sertlik değerleri ölçülürken, malzemenin merkezine doğru sertlik değerleri kısmen düşmüştür. Yüksek sertlik kazandırılan çelik numunelerin dış ve iç yüzeylerinde ölçülen sertlik değerleri arasındaki fark, düşük sertlik kazandırılan çelik numunelerin dış ve iç yüzeylerindeki farktan daha fazla olmuştur. Ancak ana malzeme, ısı tesiri altındaki bölge (ITAB) ve kaynak metalindeki sertlik değerleri birbirine yakın değerlerde ölçülmüştür. Mikroyapı sonuçlarına göre St37 çeliği eş eksenli ferrit fazından oluşmuş, kaynak metalinde ise kaynak sonrası katılaşma ile tipik bir kolonsal yapı meydana gelmiştir. Ana malzeme ve kaynak metali arasında kalan ITAB’da ise bir miktar tane irileşmesi gözlemlense de ana malzeme, ITAB ve kaynak metali mikroyapılarında kayda değer bir farklılık oluşmamıştır. Sertleştirme ısıl işlemi ile karbona maruz kalan yüzeylerde ise martenzitik mikroyapı elde edilmiş ve merkeze doğru ilerledikçe yapıda ferrit fazı artmıştır. Bu durum, 400 ve 450 A akım değerlerinin St37 çeliğinin birleştirilmesinde tercih edilebilir değerler olduğu sonucunu ortaya çıkarmıştır.
Ti-6Al-4V alaşımının delinmesinde kesme parametrelerinin delik üzerine ve kesici takıma etkisinin araştırılması
Talaşlı imalatın temel hedefi, üretilecek iş parçasının geometrik ve boyutsal tamlığıyla birlikte yüzey kalitesinin ve çapak yüksekliğinin istenen sınırlar içerisinde ekonomik olarak sağlanmasıdır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan Ti-6Al-4V alaşımlarının üstün özelliklerinden dolayı delinmesi oldukça zordur. Bu nedenle yapılan bu çalışmada, tungsten karbür (WC) ve yüksek hız çeliği (HSS) matkaplarla, kesme hızı ve ilerlemenin farklı kombinasyonları için Ti-6Al-4V malzemenin kuru kesme şartlarında delinmesinde yüzey pürüzlülüğü, delik çapındaki sapma, çapak yüksekliği, sıcaklık, talaş oluşumu ve takım aşınması üzerine etkileri incelenmiştir.
Termoreaktif difüzyon yöntemiyle niyobyum karbür-bor (nbc-b) kaplanan hardox 400 çeliğin mikroyapı özelliklerinin incelenmesi ve taguchi yöntemiyle aşınma davranışının değerlendirilmesi
Genel olarak çelik malzemelerin mekanik etkiler sonucunda kullanım dışı kalarak ülke ekonomisinde yüksek hasarlara sebebiyet verdiği bilinmektedir. Hem aşınma hem de korozyon gibi etkileşimlerin yol açtığı kayıplar ülke ekonomisine zarar verdiğinden, akademik ve sanayi toplulukları harekete geçmiş ve aşınma özellikleri açısından güçlü malzemeler aramaya başlamışlardır. Dolayısıyla sanayide sıklıkla kullanılan çelik malzemelere difüzyon, kimyasal çökeltme ve fiziksel çökeltme kaplama yöntemleri uygulanmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında, altlık malzeme amacıyla yararlanılan Hardox 400 çeliği, katı ortam Termoreaktif Difüzyon (TRD) yöntemi ile karbür yapıcı element tozlarından Ferro Niyobyum ve Ferro Bor tozları kullanılarak kaplanmıştır. Kaplama işlemi üç farklı sıcaklık (950, 1000 ve 1050 °C) ve üç farklı zaman aralığında (1, 2 ve 3 saat) gerçekleştirilmiştir. TRD yöntemiyle kaplama işlemi gerçekleştirilen her bir parametre sonrasında numunelerin optik mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektrometresi (EDX) ve X-Işını Kırınımı (XRD) ile mikroyapıları incelenmiş ve kaplama yüzeylerindeki sertlik değerleri ölçülmüştür. Kaplama parametrelerinin kaplama kalınlığına ve sertliğe etkileri analiz edilmiştir. Ayrıca sertliğin ve kaplama parametrelerinin aşınmaya etkisini tespit etmek için numuneler aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Aşınma deneylerinde, Taguchi deney tasarım düzeneğinden faydalanılmıştır. Elde edilen sonuçlar mevcut şartlarda kullanılan Hardox 400 çeliği ile kıyaslanmıştır. Kaplama parametrelerine bağlı olarak Hardox 400 çelik yüzeyinin TRD yöntemiyle kaplana bildiği, kaplama sıcaklığı ve süresinin artmasıyla kaplama kalınlıklarının arttığı optik mikroskop ve SEM görüntülerinden görülmüştür. Minimum kaplama kalınlığı, 950 °C kaplama sıcaklığı ile 1 saat süreyle kaplanan numunelerde, maksimum kaplama kalınlığı ise 1050 °C kaplama sıcaklığı ile 3 saat süreyle kaplanan numunelerde oluşmuştur. Kaplama tabakasının B, C, Fe ve Nb elementlerinden oluştuğu EDX analizinden, kaplama tabakasındaki fazın NbC-B olduğu XRD analizinden gözlemlenmiştir. NbC-B fazının iv sertliğinin artmasında önemli bir faktör olduğu, dolayısıyla kaplama sıcaklığı ve süresinin artmasıyla sertliğin arttığı tespit edilmiştir. Maksimum sertlik, 1050 °C’de 3 saat süreyle kaplanan numunede 2934,2 HV ölçülmüştür. Aşınma deneylerinde ise aşınma hacminin kaplama sıcaklığının 950 °C’den 1000 °C’ye çıkmasıyla azaldığı, 1000 °C’den 1050 °C’ye çıkmasıyla çok az da olsa artmaya başladığı görülmüştür. Benzer durum kaplama süresi için de söz konusudur. Uygulanan yükün artması, aşınma hacmini arttırmıştır. Taguchi yöntemine göre 1000 °C’de 2 saat süreyle kaplanan numunenin 5 N’luk yük altındaki aşınması minimum, 950 °C’de 3 saat süreyle kaplanan numunenin 15 N’luk yük altındaki aşınması maksimumdur. Minimum ve maksimum aşınma hacimleri yaklaşık 0,063 mm3 ve 0,328 mm3’tür. Kaplanmış Hardox 400 çelikleri ile karşılaştırıldığında, genel olarak kaplanmamış Hardox 400 çelikleri daha fazla aşınmıştır. Ancak 10 N ve 15 N’luk uygulama yüklerinde, 3 saat süreyle 950 °C ve 1050 °C’de kaplanan numunelerin daha fazla aşındığı görülmüştür. Bunun, kaplama tabakası altında bulunan gözenekli yapının aşınma deneyleri esnasında plastik deformasyondan kaynaklı kırılmaya sebebiyet vermesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.
Aramid fiber takviyeli kompozitlerde nanopartikül takviyesinin mekanik ve balistik özelliklere etkilerinin deneysel incelenmesi
Dokuma kumaş takviyeli lamine kompozitler, düzlem içi yönlerdeki yüklere karşı mükemmel direnç sağlarlar. Ancak düzlem dışı yüklere maruz kaldıklarında delaminasyon hasarı nedeniyle kullanılamaz hale gelirler. Delaminasyon hasarı, matris ve takviye malzemeleri arasındaki zayıf ara yüzey bağlarının bir sonucu olarak ortaya çıkar ve malzemenin verimli kullanımını kısıtlayarak önemli bir yapısal sorun oluşturur. Bu çalışma, grafen nanoplatelet (GNP), karboksil (COOH) ile işlevselleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) ve bunların hibrit kombinasyonlarını kullanarak epoksi/aramid kompozitlerinin arayüzey bağlarını güçlendirerek mekanik ve balistik özelliklerini geliştirmeyi amaçlamaktadır. Mekanik özelliklerde meydana gelen değişimleri daha iyi anlamak için kompozitlerin çekme testi, kısa kiriş tabakalar arası kayma (SBS) testi, tek kenar çentik bükme (SENB) testi, yarı statik penetrasyon testi (QSPT) ve Charpy darbe testi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca kompozitlerin yüksek hızlı darbelere karşı davranışlarını incelemek için balistik testler yapılmıştır. Yapılan tüm testler sonucunda numuneler üzerinde meydana gelen hasarların makro görüntüleri alınarak incelenmiş, ayrıca çekme ve çentik darbe test numunelerinin kırılma yüzeylerinin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlardan elde edilen verilere göre, farklı nanoparçacık türleri ve oranları ile modifiye edilen epoksi matrisli aramid fiber takviyeli kompozitlerin (AFTK’ların) mekanik özelliklerinde önemli gelişmeler olduğu tespit edilmiştir.
Jüt ve keten fiber takviyeli kompozitlerin frezelenme performansının belirlenmesi
Ekolojik faydaları yanı sıra yüksek mekanik özelliklere düşük ağırlıkları ile ulaşmaları nedeniyle doğal fiber takviyeli kompozit malzemelerin kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Doğal fiber takviyeli kompozitler; üretimleri sonrası, kullanım alanlarına göre frezeleme, delme ve tornalama gibi ikincil bir işleme tabi tutulmaları gerekmektedir. Bu çalışmada, doğal fiberlerden elde edilen Jüt Fiber Takviyeli Plastik (JFTP) ve Keten Fiber Takviyeli Plastik (KFTP) kompozitlerin frezeleme performansının belirlenmesi amaçlanmıştır. Frezeleme deneyleri için kesici takım olarak yüksek hız çeliği (HSS), TiN kaplı HSS ve sert karbür (WC) parmak freze çakıları kullanılmıştır. Deneyler; 2500, 5000 ve 7500 dev/dak dönme devirlerinde, 0,01; 0,015 ve 0,02 mm/dev ilerleme değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Dönme devri, ilerleme, kesici takım ve kompozit malzeme cinsinin kesme kuvveti, titreşim, deformasyon faktörü ve yüzey pürüzlülüğü üzerine etkileri araştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda; dönme devrinin artmasıyla titreşim ve deformasyon faktörünün arttığı, kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülük değerinin azaldığı görülmüştür. İlerlemenin artmasıyla da kesme kuvveti, titreşim, deformasyon faktörü ve yüzey pürüzlülük değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Kesme kuvveti, deformasyon faktörü ve yüzey pürüzlülük değerleri için en uygun değerler WC parmak freze çakılarının kullanıldığı deneylerde elde edilmiştir. Bunu, TiN kaplı HSS ve HSS parmak freze çakıları takip etmiştir. Titreşim değerlerinde ise en düşük değerler HSS, en yüksek ise WC parmak freze çakılarından elde edilmiştir. KFTP kompozitlerde oluşan deformasyon faktörleri ve yüzey pürüzlülük değerleri JFTP kompozitlerinkinden daha yüksek hesaplanmıştır. Ancak KFTP kompozitlerin frezelenmesinde elde edilen kesme kuvvetleri JFTP kompozitlerinkinden daha düşük olmuştur. JFTP ve KFTP kompozitlerdeki titreşim değerleri ise bir birine oldukça yakın olarak ölçülmüştür.
Doğal fiber takviyeli hibrit kompozit üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Biyobozunabilirliği düşük olan sentetik fiberler yerine biyobozunabilirliği yüksek doğal fiberler kullanarak, kullanım sonrası çevresel problemlere neden olmayacak yeni kompozit malzemeler geliştirmek ve yenilenebilir kaynakların kullanımına yönelmek ekonomik ve ekolojik olarak oldukça önem taşımaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasının temel amacı ekonomik ve ekolojik olarak önem taşıyan doğal fiber takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinin daha iyi anlaşılabilmesi ve kullanımlarının yaygınlaştırılmasını sağlamaktır. Bu doğrultuda jüt, keten ve rami doğal fiberler kullanılarak kompozit malzemeler ve bu fiberlerin farklı varyanslarında hibrit kompozit malzemeler el yatırma yöntemi ile üretilmiştir. Toplam 11 farklı üretim yapılmış olup üretilen malzemelerin yoğunlukları ile çekme ve eğilme dayanımları incelenmiştir. Ayrıca mekanik testler sonucunda meydana gelen kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenerek hasar analizleri yapılmıştır. Üretilen malzemelerin yoğunluk değerlerinin 1,12 g/cm3 ile 1,37 g/cm3 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Rami fiber takviyeli kompozitin ortalama çekme gerilmesi (52,4 MPa) ve eğilme gerilmesinin (148,5 MPA) keten fiber takviyeli kompozit ve jüt fiber takviyeli kompozitten daha yüksek olduğu görülmüştür. Jüt/rami hibrit kompozitlere ait çekme ve eğilme gerilmeleri, rami fiber takviyeli kompozit ile jüt fiber takviyeli kompozitin çekme ve eğilme gerilmeleri arasında elde edilmiştir. Ancak jüt/keten hibrit kompozitlerden K9 (2K+2J+2K) numunesinin çekme ve eğilme gerilmeleri keten fiber takviyeli kompozit ile jüt fiber takviyeli kompozitin çekme ve eğilme gerilmelerinden daha yüksek çıkmıştır. Kırılma yüzeylerine ait SEM görüntüleri incelendiğinde ise fiberler ve polyester matris arasındaki bağlantının iyi olduğu, kopma hasarının büyük oranda fiber kırılması şeklinde meydana geldiği ve sadece bazı küçük bölgelerde matris çatlamalarının olduğu görülmüştür.
Ti-6Al-4V alaşımının frezelenmesinde kesme parametrelerinin işlenebilirliliğe ve takım aşınmasına etkisinin araştırılması
Ti-6Al-4V alaşımı, düşük sertlik, yüksek mukavemet ve mükemmel korozyon direnci gibi özelliklerden dolayı uzay, kimya ve tıbbi uygulamalarda kullanımını arttırmıştır. Ancak bu özellikler Ti-6Al-4V alaşımların işlenmesini zorlaştırmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımının 8 mm çapındaki sert karbür (WC) ve TiN kaplı HSS parmak freze çakılarıyla frezelenmesinde kesme parametrelerinin frezelenen bölgeye ve kesici takıma etkileri incelenmiştir. Frezeleme deneylerinde kesme hızları 5, 10, 15 m/dak, ilerleme 0.05, 0.75, 0.1 mm/dev, kesme derinliği ise 2 mm olarak seçilmiştir. Ayrıca deneylerde kesme sıvısı kullanılmamıştır. Deneysel çalışma sonunda kesme hızı, ilerleme ve kesici takım cinsinin; kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması, çapak yüksekliği ve kanal sapmalarında önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Her iki kesici takımda da kesme hızı arttıkça kesme kuvvetlerinin, yüzey pürüzlülüğünün ve çapak yüksekliğinin azaldığı, ilerleme arttıkça kesme kuvvetlerinin, yüzey pürüzlülüğünün ve çapak yüksekliğinin arttığı görülmüştür. Hem kesme hem de ilerlemenin artması aşınmayı arttırmıştır. Kesme hızına göre ilerlemenin artmasıyla kanal sapmaları nominal ölçüye yakın bir değerde elde edildiği görülmüştür. Frezelenen kanalın girişindeki sapmanın çıkışındakinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Ti-6Al-4V alaşımın frezelenmesinde tüm sonuçlar için en ideal sonuçlar sert karbür (WC) parmak frezede elde edilmiştir.
Farklı boyut ve orana sahip CETP kompozitlerin üretimi ve tornalamasının araştırılması
Cam elyaf takviyeli plastik (CETP) kompozitler hafiflik ve yüksek mekanik özelliklerinden dolayı mühendislik malzemelerinde yerini almıştır. Bunların endüstriyel uygulamalarda kullanılabilmesi için talaşlı olarak şekillendirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak bu kompozitler işlendiği zaman bir takım sorunlar ile karşılaşılmaktadır. Bu sorunların ortadan kaldırılması veya minimum düzeye indirilmesi için kesme parametrelerinin optimizasyonu önem arz etmektedir. Bu çalışmada; 6 mm, 6-12 mm, 12 mm elyaf uzunluğuna ve ağırlıkça %20, %25, %30 elyaf oranına sahip cam elyaflar (CE), polyester matris malzemesi ile birleştirilerek CETP kompozitler üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin çekme dayanımı araştırılmıştır. Ayrıca 40, 80 ve 120 m/dak kesme hızları, 0.1, 0.2 ve 0.3 mm/dev ilerleme ve 1, 2 ve 3 mm kesme derinliği parametrelerinde tornalama deneyleri yapılmıştır. Tornalama deneyleri Taguchi L27 deney tasarım düzeneğine göre gerçekleştirilmiştir. Elyaf oranı, elyaf uzunluğu ve kesme parametrelerinin kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerine etkileri analiz edilmiştir. Deneyler sonucunda, polyester matris malzemesine CE takviyesinin çekme dayanımını arttırdığı gözlemlenmiştir. Tüm elyaf uzunlukları için en yüksek çekme dayanımı %25 takviye oranından elde edilmiştir. Elyaf uzunluğu bakımından 12 mm elyaf uzunluğuna sahip CETP kompozitlerde en yüksek, 6-12 mm elyaf uzunluğuna sahip CETP kompozitlerde en düşük çekme dayanımı meydana gelmiştir. Ayrıca bu kompozitlerin tornalanmasında, kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri üzerinde oldukça önemli etkiye sahip olduğu görülmüştür. Elyaf oranı, elyaf uzunluğu, ilerleme ve kesme derinliği arttıkça kesme kuvvetlerinin arttığı, ancak kesme hızı artıkça kesme kuvvetlerinin önce arttığı daha sonra düştüğü gözlemlenmiştir. Kesme kuvveti üzerindeki en etkili parametrenin ilerleme ve ardından elyaf oranı olduğu görülmüştür. Diğer taraftan; elyaf oranı, ilerleme, kesme hızı ve kesme derinliği arttıkça yüzey pürüzlülük değerinin arttığı, 6, 6-12 ve 12 mm elyaf uzunluğu için ise yüzey pürüzlülük değerinin ilk önce arttığı sonra azaldığı gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü üzerindeki en etkili parametrenin ilerleme ve ardından kesme hızı olduğu görülmüştür. Hem kesme kuvveti hem de yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili parametrenin ise ilerleme olduğu belirlenmiştir.
Farklı oryantasyon açılarına sahip jüt takviyeli kompozitlerin frezelenmesinin araştırılması
Petrol temelli yapay malzemelerin yaygın kullanımı, geri dönüşümünlerindeki zorluklardan dolayı büyük bir çevresel problemdir. Ancak dünyadaki çevresel farkındalık, kompozitlerde geri dönüşümlü ve çevre açısından sürdürülebilir malzemelerin geliştirilmesini önemli kılmıştır. Bu da malzeme üreticilerini yaşam döngüsünün tüm aşamalarında çevresel etkileri dikkate alarak çevre ile uyumlu malzemeler üretmeye yönlendirmektedir. Bu amaçla, çevre ile uyumlu ve geri dönüşümlü doğal takviyeli kompozitler araştırma konusu olmuştur. Son birkaç yılda keten, jüt, kenevir, ananas ve sisal gibi doğal elyaflar kullanılarak çevre dostu kompozitlerin üretiminde ciddi artışlar olmuştur. Bu çalışmada, 0°/90°, 30°/-60° ve ±45° yönlendirme açılarına sahip jüt elyaf takviyeli kompozit plakaların 2, 3 ve 4 ağızlı sert karbür (WC) parmak freze ile frezelenmesinde, kesme hızı ve ilerleme gibi kesme parametrelerinin kesme kuvveti, deformasyon faktörü ve yüzey pürüzlülüğü üzerine etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. İlerlemenin artması kesme kuvvetini, deformasyon faktörünü ve yüzey pürüzlülüğünü artırmıştır. Kesme kuvvetinin artması, deformasyon faktörünü arttırırken kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünü düşürmüştür. Kesici takım ağız sayısının artması ise, frezeleme performansını arttırmıştır.
Ti-6Al-4V 'nin tornalanmasında takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etki eden parametrelerin araştırılması
Talaşlı imalat, istenilen parça şeklini elde etmek için iş parçası üzerinden kesici takım vasıtasıyla istenilmeyen malzeme kısmının uzaklaştırıldığı bir imalat yöntemidir. Bu imalat yöntemi ile farklı özelliklere sahip malzemeler nihai şekle getirilmektedir. Özellikle yüksek mukavemet, iyi korozyon direnci, uzun servis ömrü ve hafiflik gibi üstün özelliklere sahip malzemelerin işlenmesinde bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu sorunların en başında kesici takımın hızlı aşınması ve işlenen yüzey kalitesinin kötü elde edilmesi gelir. Bu nedenle yapılan bu çalışmada üstün özelliklere sahip Ti-6Al-4V alaşımı CVD (TiCN+Al2O3+TiN) ve PVD (TiAlN) kaplı sementit karbür kesici takımlarla farklı kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun kombinasyonlarında kuru kesme şartları altında tornalanarak takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kesme parametrelerine bağlı olarak talaş kalınlıklarının değişimi araştırılmıştır. İlerleme, kesme derinliği ve kesme uzunluğunun artması hem CVD hem de PVD kaplı sementit karbür kesici takımlardaki aşınmayı arttırmıştır. Kesme hızının artması ise takım aşınmasını arttırmış yüzey pürüzlülüğünü ise optimum bir seviyeye kadar iyileştirmiştir. Özellikle, ilerlemenin ve kesme uzunluğunun artmasıyla beraber kesme hızının artması yüzey pürüzlülüğünün kötüleşmesine neden olmuştur. PVD kaplı kesici takımdaki aşınma CVD kaplı kesici takımdan daha az gözlemlenmiştir. Ancak, CVD kaplı kesici takıma göre PVD kaplı kesici takımdan elde edilen yüzey pürüzlülük değeri, kesme derinliği, ilerleme ve kesme uzunluğunun artmasıyla daha kötü olarak elde edilmiştir. Ayrıca talaş kalınlığı, kesme hızının artmasıyla düşerken kesme derinliği ve ilerlemenin artması ile artmıştır.
Cam fiber takviyeli polimer kompozitlerin delme performansının sembolik regresyon yöntemi ile analizi
Bu tez çalışmasında, ±45° oryantasyon açılı cam fiber takviyeli polimer (CFTP) kompozitlerin delinmesinde kesme kuvveti ve deformasyon faktörü üzerine delme yöntemi ve delme parametrelerinin etkileri deneysel olarak incelenmiş ve sembolik regresyon yöntemi ile analiz edilmiştir. CFTP kompozitlerin delinmesi hem matkap hem de zımba ile gerçekleştirilmiştir. Matkapla delme, altı farklı kesme hızında (6,25; 12,50; 25; 50; 100 ve 200 m/dak) ve dört farklı ilerleme hızında (0,025; 0,05; 0,1 ve 0.2 mm/dev); zımba ile delme, dört farklı uç açısına sahip zımbayla (düz, 15° \ açılı, 15° ˅ açılı ve 15° ˄ açılı) ve üç farklı ilerleme hızında (250, 500 ve 1000 mm/dak) gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; matkapla delmede oluşan kesme kuvveti üzerine ilerleme hızı ve kesme hızının önemli bir etkisinin olduğu görülmüştür. Artan ilerleme hızı, kesme kuvvetini arttırmıştır. Artan kesme hızı ise başlangıçta kesme kuvvetini düşürmüş ve belirli bir seviyeden sonra kesme kuvvetini arttırmaya başlamıştır. Matkapla delmede oluşan en yüksek kesme kuvveti yüksek ilerleme hızı ve kesme hızında gözlemlenmiştir. Zımba ile delmede oluşan kesme kuvvetlerinin değerleri, matkapla delmede oluşan değerlerden çok daha yüksek elde edilmiştir. Zımba cinsine ve ilerleme hızına bağlı olarak oluşan kesme kuvvetleri değişkenlik göstermiştir. En yüksek değerler düz uç açısına sahip zımba ile gerçekleştirilen deneylerden elde edilmiştir. Kesme kuvveti için yapılan sembolik regresyon analizlerinde; matkapla delmede, kesme kuvveti üzerine en önemli faktörün ilerleme hızı, zımba ile delmede ise zımba cinsi olduğu görülmüştür. Matkapla delmede, delik girişinde oluşan deformasyon faktörü delik çıkışında oluşan deformasyon faktöründen daha düşük elde edilmiştir. Artan kesme hızı ve ilerleme hızıyla deformasyon faktörü artmıştır. Zımba ile delmede ise genel olarak delik girişinde oluşan deformasyon faktörü, delik çıkışında oluşan deformasyon faktöründen daha yüksek elde edilmiştir. Zımba cinsine ve ilerleme hızına bağlı olarak oluşan deformasyon faktörü değişkenlik göstermiştir. Deformasyon faktörü için yapılan sembolik regresyon analizlerinde; matkapla delmede, delik girişinde oluşan deformasyonun en fazla kesme hızından, delik çıkışında ise en fazla ilerleme hızından etkilendiği analiz edilmiştir. Zımba ile yapılan delme deneylerinde ise delik giriş ve çıkışındaki deformasyona etki eden en önemli parametrenin zımba cinsi olduğu görülmüştür. Tüm sembolik regresyon analizlerinden elde edilen matematiksel ifadelerin deneysel verileri tahmin etmede oldukça iyi olduğu test edilmiştir.
SiC takviyeli AlSi7Mg2 metal matrisli kompozit malzemelerin işlenebilirliğinin araştırılması
SiC takviyeli alüminyum matrisli kompozitler (AMK’lar) düşük ağırlık, yüksek özgül mukavemet, yüksek özgül sertlik, yüksek aşınma direnci, düşük ısıl genleşme katsayısı, iyi boyutsal kararlılık ve kontrol edilebilir mekanik özellikleri sayesinde birçok uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Bu kompozitler, üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olmalarına rağmen, SiC partiküllerin doğal özellikleri olan yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci AMK’ların işlenmesinde düşük takım ömrüne ve zayıf yüzey kalitesine yol açmaktadır. Bu durum, SiC takviyeli AMK’ların uygulanabilirliği ve kullanılabilirliğini kısıtlamaktadır. Bu çalışmada, metal matrisli kompozitlerin (MMK’ların) işlenebilirliğini araştırmak için bir dizi deneysel çalışma yapılmıştır. Deneysel çalışmada, ağırlıkça %15 SiC takviyeli AlSi7Mg2 kompozitler tungsten karbür (WC), AlTiN kaplamalı WC ve yüksek hız çeliği (HSS) matkaplar kullanılarak üç farklı ilerleme ve dönme devrinde delinmiştir. Delme deneyleri kuru ortamda gerçekleştirilmiştir. Delme parametrelerine bağlı kesme kuvveti ve momenti, çap değişimi, çapak oluşumu, yüzey pürüzlülüğü, talaş morfolojisi ve takım aşınması incelenmiştir. Ayrıca kesme kuvvetleri ve momentlerinin takım aşınması ile olan ilişkisi analiz edilmiştir. Talaş morfolojisi ve takım aşınması için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Artan ilerleme ile kesme kuvveti ve momentinin, çap değişiminin, çapak yüksekliğinin, yüzey pürüzlülüğünün arttığı görülmüştür. Dönme devrindeki artış ise çapak yüksekliğini arttırmış, kesme kuvveti ve momentini, çap değişimini ve yüzey pürüzlülüğünü ise azaltmıştır. WC, AlTiN kaplamalı WC ve HSS matkaplar arasında en iyi işlenebilirlilik sonuçları AlTiN kaplı WC matkaplardan, en kötü ise HSS matkaplardan elde edilmiştir. Kompozit malzemelerin işlenmesinde, parametrelere bağlı olarak talaş yapılarında değişimler meydana gelmiştir. Düşük dönme devri ve ilerlemede oluşan talaş çaplarının daha düşük olduğu görülmüştür. İlerlemenin artması ile talaş çaplarının arttığı ve talaş yapılarında bozulmalar meydana gelmiştir. Talaş yüzeylerinde mikro ölçekli kırılmalar, çatlaklar, ara boşluklar ve ince oyuk şekillerinin varlığı dikkat çekmiştir. Talaşların serbest yüzeylerinde mikro ölçülerde testere diş oluşumları gözlenmiştir. Takım aşınması analizlerinde ise artan delik sayısına bağlı olarak kesici takımlara gelen kesme kuvveti ve moment ile takım aşınmasının arttığı görülmüştür. Daha yüksek kesme kuvveti ve momentine maruz kalan kesici takımda daha yüksek deformasyon ve aşınma gözlemlenmiştir.
Grafen nanopartikül takviyesinin kompozit malzemelerin mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Kompozit malzemeler günümüzde mühendislik yapılarının büyük bir kısmında kullanım alanına sahiptir. Bu doğrultuda üretilen kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin tespit edilmesi ve bu özelliklerin geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Son yıllarda araştırmacılar kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek için yoğunlaşmıştır. Bunun neticesinde nanoboyutlu Grafenin (G), kompozitin mekanik özelliklerini iyileştirmede önemli bir etkiye sahip takviye elemanı olduğu ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, G'nin kompozitin çekme dayanımı üzerindeki etkileri tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda, epoksiye % 0 (takviyesiz); % 0,1; % 0,2; % 0,3; % 0,4; % 0,5 ve % 1 oranlarında G eklenmiştir. G eklenmiş epoksi karışımlar sırasıyla ASTM standartlarına göre hazırlanan kalıplara dökülmüştür ve kürleşmesi sağlanmıştır. Ayrıca ağırlıkça % 0 (takviyesiz), % 0,2 ve % 0,4 oranlarında G içeren epoksi karışımlar, cam fiber (CF), karbon fiber (KF) ve aramid fiber'e (AF) elle yatırma yöntemi ile ilave edilmiştir. Böylece farklı ranlarda G içeren cam fiber takviyeli plastik (CFTP), karbon fiber takviyeli plastik (KFTP) ve aramid fiber takviyeli plastik (AFTP) kompozitler üretilmiştir. G takviyeli epoksi matrisli kompozitler ile CF, KF, AF ve G takviyeli kompozitler çekme deneylerine tabii tutulmuştur. G takviyesinin epoksi matris malzemesi ve kompozitler üzerinde önemli bir mukavemet artışı sağladığı tespit edilmiştir. Takviyesiz epoksi malzeme en düşük çekme mukavemetine sahipken, epoksi matrisli G takviyeli kompozitlerde en yüksek çekme mukavemeti % 0,2 G içeren kompozitten elde edildiği görülmüştür. Epoksiye % 0,2'ye kadar G takviyesi eklenmesiyle malzemenin çekme dayanımı artmıştır. Daha fazla oranda eklenmesiyle bu artış düşüşe geçmiştir. Bu doğrultuda maksimum çekme dayanımı % 0,2 G takviyeli epoksi kompozitte gözlemlenmiştir. Ayrıca CF, KF ve AF'ye, G takviyesinin eklenmesiyle elde edilen G/fiber takviyeli kompozitlerin çekme dayanımları sürekli artmıştır. Ancak % 0,4 G takviyeli fiber kompozitlerin çekme dayanımı en yüksek değeri almasına rağmen % 0,2 G takviyeli fiber kompozite nazaran belirgin bir artış görülmemiştir. Ayrıca fiber takviyeli kompozitlerde, matris malzemesine G takviyesinin eklenmesiyle çekme mukavemetleri farklı davranışlar sergilemiştir. G nano partikülün CF, KF ve AF'ye eklenmesiyle elde edilen G/fiber takviyeli kompozitlerde, en fazla artış KFTP kompozitin çekme dayanımında görülürken en az artış AFTP kompozitin çekme dayanımında görülmüştür.