Aluminum alloys
68 theses under this subject heading
Talaşlı imalat uygulamalarında ideal işleme parametrelerinin belirlenebilmesi için özel bir ölçüm düzeneğinin geliştirilmesi ve CuAl14Fe4Mn2, XCrNiMoTi17 ve AlZn5,5MgCu malzemeleri özelinde taguchi yöntemi ile değerlendirilmesi
Talaşlı imalatta kesme kuvvetlerinin, titreşimin, kesme sıcaklıklarının ve yüzey pürüzlülüğünün ölçümü, endüstriyel üretim süreçlerini optimize etmek ve kaliteyi artırmak için kritik bir öneme sahiptir. Bu nedenle bu tez çalışması kapsamında düşük maliyetli ve standart parçalardan üretilen bir ölçüm sistemi tasarlanarak EN ISO 376 standartlarına göre kalibrasyonu yapılmış ve standarda göre Sınıf 1 ölçüm cihazı olarak sınıflandığı belirlenmiştir. Yapılan tasarım ve kalibrasyon işlemlerinden sonra ölçüm sistemi kullanılarak endüstride öne çıkan 7075 serisi alüminyum (AlZn5,5MgCu), Cupral 10 bronz alaşımı (CuAl14Fe4Mn2) ve 316Ti paslanmaz çeliği (XCrNiMoTi17) iş parçası malzemeleri üzerinde talaş kaldırma (işleme) deneyleri yapılarak işleme parametrelerinin (kontrol faktörlerinin) optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Kontrol faktörlerinin optimum seviyelerinin belirlenmesi için önce Taguchi Metodunun L16(34) ortogonal dizisi kullanarak deney tasarımı yapılmıştır. Deney tasarımı sonrası gerçekleştirilen deneylerin sonuçları için ve Taguchi Metoduna göre doğrulama deneyleri için ise güven aralığı hesapları yapılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen yanıtlar için Taguchi Metodu Temelli Gri İlişkisel Analizi Yöntemi ile Çok Kriterli Optimizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen optimizasyon çalışmaları sonucunda; tüm malzemeler için belirlenen devir sayılarının maksimize edilmesinin yanıtlar için gerekli optimum değerleri sağladığı tespit edilmiştir, diğer kontrol faktörlerinin yanıtlar üzerindeki etkisinin malzeme özelinde değiştiği belirlenmiştir. Ayrıca yapılan tüm istatiksel analizler ve yapılan deneylerin tutarlılığı ölçüm sisteminin kararlı çalıştığını ortaya koymuştur.
Yerli selestit cevherinden Al-Sr master alaşım üretimi ve özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında temel hedef günümüzde atıl durumda kalmış olan yerli selestit cevherini işleyerek alüminyum döküm sanayiinde yaygın olarak kullanılan alüminyum-stronsiyum master alaşım üretimini gerçekleştirmektir. Bu hedefle öncelikle ticari değeri selestitten daha yüksek olan stronsiyum karbonatın (SrCO3) üretimi için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Daha sonra elde edilen SrCO3 yenilikçi bir yöntemle indirgenerek Al-Sr master alaşımı üretilmiştir. Yapılan çalışmalar üç ana bölümde incelenmiştir. Çalışmaların ilk bölümünde Sivas bölgesi selestit cevherinin çözeltiye alınabilirliği araştırılmıştır. Selestit cevherindeki stronsiyum sülfat (SrSO4), laboratuvar ölçekli döner fırında karbotermik redüksiyon ile suda çözünebilir stronsiyum sülfür (SrS) bileşiğine dönüştürülmüştür. Karbotermik redüksiyon öncesinde selestit-kok karışımına mekanik aktivasyon uygulanarak redüksiyon sıcaklığı 965°C'den 892°C'ye kadar düşürülmüştür. Pirometalurjik bir proses olan karbotermik redüksiyon yönteminde selestit cevheri metalurjik kok ile 1000 – 1200°C arası sıcaklıklarda farklı eğim (2 – 6°) ve farklı dönme hızlarında (2 – 6 rpm) indirgenerek siyah kül elde edilmiştir. Yapılan çalışmalarda en yüksek redüksiyon verimi (% 75), 1100°C'de 2° eğim ve 6 rpm dönme hızında elde edilmiştir. Daha sonra elde edilen SrS'ün saf suda çözünebilirliği araştırılmıştır. SrS'ün çözünebilirliği için yapılan çalışmalarda sıcaklık (25 – 95 °C), katı/sıvı oranı (1/5 – 1/50) ve liç süresinin (90 – 150 dk) etkileri incelenmiştir. En yüksek SrS çözünürlüğü (148,54 ppm) 95°C'de 1/5 katı/sıvı oranıyla sağlanmıştır. Selestitin çözeltiye alınması için uygulanan bir diğer yöntem de, asidik klorürlü çözeltide liçi olmuştur. Saf suda çözünürlüğü oldukça düşük olan selestit HCl (0 – 1 M) ve NaCl (0,5 – 1,5 M) ile hazırlanan çözeltilerde BaCl2 sayesinde çözeltiye alınabilmiştir. Farklı sıcaklıklarda yapılan çalışmalarda en yüksek Sr konsantrasyonu (1931 ppm), 85°C'de 0,5 M HCl ve 1 M NaCl ile hazırlanan çözeltide elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, selestitin liçi ile elde edilen Sr yüklü çözeltilerden sodyum karbonat ve amonyum karbonat ile SrCO3 çöktürülmüştür. SrS çözeltilerine her iki karbonat çözeltisi de eklendikten sonra beş dakikadan daha kısa sürede çözeltideki Sr'un tamamına yakını SrCO3 şeklinde çökmektedir. Kullanılan sodyum karbonatın SrS çözeltisindeki stronsiyuma denk konsantrasyonda olması yeterli olmaktadır. Ancak çözelti sıcaklığı yükseldikçe çökelen SrCO3'ın kristallik derecesi artmaktadır. Çöktürme öncesinde amonyum karbonat çözeltisine eklenen % 10 NH3 ve % 1,2 H2O2 çökelme verimini değiştirmemekte fakat SrCO3'ın kristallik derecesini arttırmaktadır. Asidik klorürlü çözeltilere eklenen fazla miktardaki sodyum karbonat, çözeltinin pH'ını yükselterek SrCO3'ın çökelmesini sağlamaktadır. Çözelti pH'ı beşi geçtikten sonra SrCO3'ın çökeldiği tespit edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda (25 – 75°C) yapılan çöktürme deneylerinde en yüksek verim (% 99,5) 75°C'de 120 dk sonunda elde edilmiştir. Bu çalışmalara ilaveten; stronsiyum yüklü çözeltilerden karbonat çöktürmeye alternatif olarak selestit cevherinin stronsiyum karbonata direkt dönüşümü gezegen tip bilyalı öğütücüde gerçekleştirilmiştir. Mekanokimyasal dönüşüm verimine öğütme hızı (150 – 450 rpm), öğütme süresi (15 – 120 dk) ve Na2CO3 konsantrasyonunun (1 – 1,5 M) etkisinin incelendiği çalışmalarda en yüksek verim (% 99,7), 300 rpm, 120 dk ve 1,5 M koşullarında elde edilmiştir. Elde edilen SrCO3'ın kalsinasyonu laboratuvar ölçekli döner fırında gerçekleştirilmiştir. SrCO3'a % 15 oranında metalurjik kok ilavesi yapıldığında 1200°C'de kalsinasyon verimi maksimize edilebilmektedir. Çalışmanın son bölümünde, master alaşım üretimi SrO ve SrCO3'ın metalotermik redüksiyonu ile gerçekleştirilmiştir. Metalotermik redüksiyon ile ilgili çalışmalar indüksiyon fırında saf Al veya Al6Mg alaşımlarına SrCO3 ve SrO tozları beslenerek yapılmıştır. Tozların 1200°C'deki sıvı metale beslenmesi, karıştırıcı içinden Ar gazı ile taşınmasıyla gerçekleştirilmiştir. Sistemdeki oksijen kısmi basıncını düşürmek için metal yüzeyine deneyler süresine Ar üflenmiştir. SrO'in saf Al ile redüksiyonu neticesinde % 1,06 Sr içeren master alaşım elde edilirken, Al6Mg alaşımyla yapılan redüksiyon sayesinde % 5,17 Sr içeren master alaşım elde edilmiştir. Elde edilen master alaşımların modifikasyon performansları 725°C'de ergitilen EtiAl 171 alaşımıyla belirlenmiştir. Ticari Al5Sr master alaşım ile aynı performansta master alaşım üretimi gerçekleştirilmiştir.
Improvement of the fatigue strength properties of en-aw-6082 aluminum alloy by means of deep rolling
In this study, fatigue properties of EN-AW 6082 aluminum alloy were altered using T6 heat treatment and deep rolling application. At first, artificial aging schedules were investigated and most optimal schedule for subsequent deep rolling was determined as 480min-180°C artificial aging preceded by 90min-550°C solution heat treatment and water quench. After artificial aging, axisymmetric specimens were subjected to deep rolling. This treatment allows one to induce compressive residual stresses in surface region of components. Effects of tensile loads during loading cycles can be reduced because of these compressive residual stresses. Deep rolling forces of 125 N, 250 N and 500 N were used with feed rates of 0.1, 0.2 and 0.3 mm/pass. Deep rolling was employed in two different directions. These directions were tangential rolling and longitudinal rolling. Conventional direction for deep rolling is tangential rolling in which rolling direction is tangent to turning direction and feed direction is in the direction of longitudinal axis of component. However, compressive residual stresses due to deep rolling are expected to be different in different directions as shown in literature. Therefore, a direction change in rolling is expected to change fatigue strength enhancement after deep rolling considerably. Surface states; namely: Roughness, hardness and residual stresses were measured for Un-treated, tangentially rolled and longitudinally rolled specimens. In addition, stress-controlled fatigue tests were conducted to determine the effects of DR on fatigue behavior. It was shown that DR resulted in much lower roughness values than Un-treated for both rolling directions. However, increase of deep rolling feed rate affected roughness improvement adversely. Hardness values were shown to increase around surface after deep rolling for both rolling directions. This was especially true for 250 N and 500 N deep rolling forces. Up to 10% increase in hardness was obtained after deep rolling. Compressive residual stresses were shown to develop around the surface. Higher deep rolling forces resulted in higher maximum compressive stresses (more negative stresses) and depths at which maximum compressive stresses occur were shifted toward deeper into specimen. Different residual stress profiles for rolling and feed directions were observed. Higher compressive stress values near surface were detected in rolling direction after deep rolling. Fatigue tests showed that both tangential and longitudinal rolling increased fatigue strengths substantially compared to untreated specimens. However, fatigue strength increases were found to be higher for longitudinally rolled specimens than tangentially rolled ones. Fatigue strength increase of 26% could be achieved using longitudinal rolling procedure. In longitudinally rolled specimens, fatigue loading direction and rolling direction is the same. These results can be attributed to higher observed compressive residual stresses near the surface in rolling direction compared to feed direction. As a conclusion, it can be said that longitudinal rolling is an attractive option to improve fatigue properties of components in industrial applications.
Mechanical material characterization and identification of forming parameters of AA2198-T3S1 aluminum-lithium alloy
Al-Li (Aluminum-Lithium) alloys have become the focus of the aerospace industry due to their low density and high elasticity modulus, excellent corrosion resistance, high hardness, high fatigue crack growth resistance, and low fracture toughness. In this thesis, it is aimed to determine the mechanical material characterization and forming parameters as a result of hydraulic forming with diaphragm, which is widely used among the sheet metal forming methods of AA2198-T3S1 material, which is one of the new generation Al-Li alloy classes. It is aimed to create a table containing the amount of spring-back and whether there is wrinkle, depending on the bending angle, bending radius and material thickness to be used as input in the company library. First, experimental studies were carried out. In the experiments, sheet metal with a thickness of 1.8mm and a die with bending angle of 60 °, 90° and 120 °, and with bendig radius of R0.5, R1, R2, R2.5, R3, R4, R5, R6, R6.35, R7.5, R8, R9, R10, R11, and R12.5 were used. No lubrication / nylon film is used between the sheet metal and the forming die. Then, the amount of spring-back was determined, and graphs showing the conditions and safe areas were created by comparing the experimental results with the finite element program for three different friction coefficient, 0.05, 0.1, and 0.2. With the data obtained as a result of this study, the loss of the time and the cost that may occur in production, and the scrap amaount of the sheet metal were prevented by designing dies that allow forming process safely in design changes.
Alüminyum alaşımlı otomobil jantının dinamik testinin modellenmesi ve doğrulama yaklaşımı
Otomobil jantları seri üretime geçmeden önce bir dizi performans testine tabi tutulmaktadır. Bu testler standartlarca belirlenmiş ve araç üreticileri tarafından da onaylanmıştır. Jant üreticileri en kısa zamanda uygun görsel ürünü tasarlama ve bu görsel tasarımın da belirlenen testlerden başarılı bir şekilde sonuca ulaşmasını sağlayacak mekanik tasarımı yapmak durumundadır. Bu çalışma boyunca, alüminyum alaşımlı otomobil jantının üretim teknolojileri de araştırılarak çalışmaya alt yapı sağlayacak temel bilgilere çalışma boyunca yer verilmiştir. Ayrıca standartlar tarafından belirlenen ve otomobil jantlarına uygulanan performans testleri hakkında detaylı bilgilerin yanı sıra performans testlerinin sonlu elemanlar analizi ile bilgisayar ortamında doğrulanmasına yönelik geçmişte yapılan çalışmalar incelenmiştir. Bu tezin amacı, jantlarda ürün doğrulama için yapılan performans testlerinden birisi olan dinamik viraj testini bilgisayar analizi ortamında doğrusal statik yaklaşım ile gerçekleştirmektir. Ayrıca, fiziksel testlerle analiz sonuçlarının doğrulaması yapılarak, analizlerde kullanılmak üzere sınır değerlerinin elde edilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmanın esas amacı, ürün gerçekleştirmenin ilk basamağı olan tasarım sürecinde mekanik olarak doğrulanmış ürün tasarımını asgari sürede tamamlamak ve tek seferde doğru ürün tasarımına ulaşmaktır. Çalışmanın sonucunda dinamik viraj testine doğrusal statik bir yaklaşım getirilmiş ve belirtilen üretim koşullar altında, ileriki projeler için yapılacak analizlerde kullanılmak üzere sınır değerleri elde edilmiştir.
Sodyum klorürlü ortamda aluminyum alaşımlarının korozyonuna hidroksi karboksilik ve amino asitlerin etkisi
ıı: ÖZET Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının İO"3- M NaCl çöze İt is indeki korozyonuna glikolik asit, laktik asit, mandelik asit, malik asit gibi bazı hidroksi karboksilik asitlerle, glisin, alanin, valin, fenil glisin, fenil alanin ve aspartik asit gibi amino asitlerin etkisi potansiyodinamik polarizasyon yöntemiyle incelenmiştir. Bu çalışmada kullanılan hidroksi karboksilik asitlerin, alüminyum ve alüminyum alaşımlarının korozyon hızını arttırdıkları saptanmıştır. Korozyon arttırma etkileri hidroksi karboksilik asitlerin çözünür kompleks iyonlar oluşturmaları ile açıklanmaya çalışılmıştır. Amino asit içeren sodyum klorür çözeltilerinde bulunan "'" i ı-Tor" değerlerinin hidroksi karboksilik asit içeren sodyum klorür çözeltilerinde bulunan iko.- değerlerinden daha küçük olduğu bulunmuştur. Bu ise amino asitlerin metal yüzeyine adsorpsiyonu ile açıklanmıştır. Bazı amino asitlerin katodik inhibitor olarak davrandıkları bulunmuştur. In hibitor etkinliklerinin ise adsorps iyona katılan fonksiyonel grupların elektron yoğunluğu ile ilişkili olduğu ve eğer bir sıralama verilirse inhibitor etkinliğinin valin > fenil alanin > alanin > fenil glisin sırasını izlediği sap tanmıştır.
2024-T3 Al alaşımının tek aşırı yük altında yorulma davranışı
ÖZET Yüksek Lisans Tezi 2024-T3 AL ALAŞIMININ TEK AŞIRI YÜK ALTINDA YORULMA DAVRANIŞI ADEM KARCI Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Sivil Havacılık Anabilim Dalı Danışman: Yard. Doç. Dr. Dilek TURAN 2002, 19 sayfa 2024-T3 Alüminyum alaşımı ile yapılan bu çalışmada tek çekme aşırı yükünün yorulma çatlak ilerlemesine etkisi araştırılmıştır. Gerilme oranı 0,11 alınarak iki adet sabit genlikti yorulma deneyi yapılmıştır. Bu deneylerle 2024-T3 alüminyum alaşımının sabit genlikti yükleme altında yorulma davranışı incelenmiştir. Sabit genlikti yük deneyleri temel alınarak farklı aşırı yük oranlarında deneyler yapılmıştır. 1,3 - 1,5 - 1,7 ve 2 aşırı yük oranları kullanılarak hesaplanan yükler sabit genlikli yükleme sırasında yaklaşık eşit çatlak uzunluğunda bir defa uygulanarak gecikme çevrim sayılan hesaplanmıştır. Deney sonuçlarına göre belirlenen çatlak ilerlemesin d eki gecikmenin aşırı yük oranına göre değişimi grafiklerle gösterilmiştir. Ayrıca aşırı yük oranının 1,7 olduğu deneyde ertelenmiş gecikme olayı gözlenmiştir. Kırık yüzeyler taramak elektron mikroskobu ile incelenmiş ve kırık yüzeylerde yorulma çizgileri ve aşırı yükün etkisi değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Yorulma, çatlak ilerlemesi, alüminyum, sabit genlikli yükleme, aşırı yük
2-hidroksipropil-β-siklodekstrin içeren hibrit sol-jel kaplamanın aa7075-t6 yüzeyini korozyondan koruma performansının incelenmesi
Bu çalışma, AA7075-T6 alüminyum alaşımının korozyon direncini artırmaya yönelik hibrit sol-jel kaplamalarının geliştirilmesini ve karakterizasyonunu içermektedir. Kaplamalar, tetraetil ortosilikat (TEOS) ve 3-glisidoksipropiltrimetoksisilan (GPTMS) öncülleri kullanılarak hazırlanmış ve inhibitör olarak 2-hidroksipropil-β-siklodekstrin (2-HP-β-CD) eklenmiştir. Kaplama bileşiminin optimizasyonu kapsamında %100 TEOS, %75 TEOS-%25 GPTMS, %50 TEOS-%50 GPTMS, %25 TEOS-%75 GPTMS ve %100 GPTMS içeren kaplamalar hazırlanmış ve en iyi korozyondan koruma performansını sağlayan bileşim belirlenmiştir. Kaplamaların korozyon dayanımı, 0,5 mol L‒1 NaCl içeren çözeltide potansiyodinamik polarizasyon eğrileri ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Ayrıca, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM) analizleri ile kaplamaların yapısal karakterizasyonu ve yüzey morfolojisi incelenmiştir. Elektrokimyasal test sonuçları karşılaştırıldığında, %75 TEOS-%25 GPTMS oranına sahip kaplamanın en düşük korozyon akımı ve en yüksek direnç değerlerine sahip olduğu görülmüş ve bu oran, optimum koruma sağlayan bileşim olarak belirlenmiştir. Ardından, optimum TEOS/GPTMS oranı içeren çözeltiye inhibitör olarak belirli bir derişimde 2-hidroksipropil-β-siklodekstrin (2-HP-β-CD) dahil edilmiştir. Bu bileşenin kaplama matrisi içinde etkili ve kontrollü bir şekilde dağılımı, kaplamanın korozyon koruma performansını artırmıştır.
Alodin kaplanmış Al-5083 zırh alaşımının mekanik ve düşük hızlı darbe özelliğinin incelenmesi
Askeri alandaki birçok araç ve ekipman zor şartlar altında faaliyet göstermektedir ve bu şartlar altında maksimum verimlilik sağlanmak amacıyla birçok AR-GE çalışması yapılmaktadır. Günümüzde halen geliştirilmekte olan yüzey kaplama işlemleri bunlardan birisidir. Araçların veya ekipmanların tuzlu su, nem, kar, sıcak, soğuk, kum ve arazi şartlarına uygun olması gerekmektedir. Bundan dolayı savunma sanayinde hizmet veren firmaların birçoğu ürünlerinde boya öncesinde veya nihai ürün aşamasında yüzey kaplama işlemleri uygular. Bu alanda genel olarak; alodin kaplama, eloksal kaplama veya çinko-nikel kaplama tercih edilir. Kullanılan malzemenin cinsine göre ve parçanın çalışacağı ortam koşulları göz önünde bulundurularak tasarım tarafından uygun bulunan kaplama prosesi parça üzerine uygulanır. Bu çalışmada, deney parçası olarak altı adet alüminyum 5083 H321 malzeme kullanıldı. Kaplama esnasında tüm proses, sıcaklık ve pH gibi değerler sabit tutuldu ve sadece alodin tankında bekleme süreleri değiştirildi. Sonrasında boyama işlemi yapıldı ve deney parçaları teste alındı. Test esnasında farklı sürelerde alodin tankında bekleyen parçalarda ilk göze çarpan renk tonları olurken bunun yanı sıra elektrik iletkenlikleri, boya yapışma kabiliyetleri, yüzey pürüzlülüğü, malzeme üzerindeki kaplama kalınları, SEM EDS analizi ve işlemleri ve nihai olarak düşük hızlı düşürme testi yapılarak balistik sonuçlara etkisi analiz edildi. Elektrik iletkenlikleri arasında benzer değerler bulunurken boya yapışma kabiliyetinde en iyi sonucu 45sn olan parça verdi. Kaplamadaki bekletilme süresi arttıkça yüzey pürüzlülüğünde de artışlar gözlemlendi. Bekletilme süresinin malzeme kalınlığında herhangi bir değişikliğe sebep olmadığı anlaşılırken M6 ve M10 dişlerde 0sn, 15sn, 45sn, 90sn sürelerde dişlerin gayet iyi çalıştığı fakat 240sn ve 600sn sürelerinde dişlerin çalışmasında negatif yönde bir etki yarattığı gözlemlenmiştir. Kaplama sürelerinin balistik incelemelere etkisinin olduğu görüldü.
Motor yağlarına metal oksit ve hekzagonal bor nitrür nanoparçacık katkısının alüminyum alaşımlarının tribolojik davranışına etkisinin araştırılması
Hareketli mekanik sistemlerde optimum performansın sağlanabilmesi için sistemdeki enerji kayıplarının en aza indirilmesi önemli bir yere sahiptir. Hareketli sistemlerde enerji kaybına neden olan ana faktörlerden biri sürtünmedir. Sürtünme sırasında enerji verimliliğinin iyi düzeyde olabilmesi için yağlama mekanizmasının ideal özellikler sergilemesi gerekmektedir. Yağlayıcılar, hareketli parçalar arasında koruyucu bir sıvı film oluşturarak parçaların sürtünmeden zarar görmesini bir dereceye kadar önler. Yağlayıcıların özelliklerinin iyileştirilmesiyle sürtünmeden kaynaklanan hasarlar minimum seviyelere indirilebilir. Yağlayıcıların özelliklerini iyileştirmenin en etkili ve verimli yöntemlerinden biri yağlara nano malzemeler katmaktır. Bu çalışmada Al 6013 alüminyum alaşımı pin-on-disk aşınma test cihazı kullanılarak farklı aşınma koşullarında (kuru, sadece motor yağı, ağırlıkça %10 TiO2 nano katkılı yağ, ağırlıkça %7.5 TiO2 ve ağırlıkça %2.5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %5 TiO2 ve ağırlıkça %5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %2.5 TiO2 ve ağırlıkça %7.5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %10 h-BN nano katkılı yağ) ve farklı yüklerde (10 N, 30 N ve 50 N) aşındırılmıştır. Yağ olarak 5W-30 motor yağı kullanılmıştır. Aşınma testleri 100 mm/s kayma hızında ve 350 m kayma mesafesinde gerçekleştirildi. Deneyler sonucunda alüminyum parçalarda farklı koşullar ve yükler altında meydana gelen ağırlık kayıpları ölçülmüştür. Deneylerde kullanılan nanopartiküllerin aşınma ve sürtünmeyi iyileştirdiği görüldü. 10 N'luk yük altında ortalama en düşük sürtünme katsayısı ağırlıkça %2.5 TiO2 ve ağırlıkça %7.5 h-BN nano katkılı yağ ile yapılan deneyde elde edildi. 30 N ve 50 N'luk yükler altında ortalama en düşük sürtünme katsayısı sadece motor yağı ile yapılan deneylerde elde edildi. Yük arttıkça aşınma kaybının arttığı belirlendi. Aşınma testleri sonucunda tüm yağlama koşulları kıyaslandığında aşınma kaybı noktasında en üstün değerler ağırlıkça %5 TiO2 ve ağırlıkça %5 h-BN nano katkılı yağ karışımı ile yapılan deneylerde elde edildi.
Manyetik alanın Cu ve Al alaşımları üzerindeki etkisi
Dünyadaki nüfus artışı ve gelişen teknolojiyle birlikte enerji ihtiyacı da günden güne artmaktadır. Günümüzde dünya enerji gündemindeki en önemli konulara örnek olarak enerji verimliliği, alternatif yakıt seçenekleri ve uygulanabilirliği, yenilenebilir enerji kaynakları ve enerji kullanımının neden olduğu çevre sorunları gösterilebilir. Fosil yakıt rezervlerinin hızlı bir şekilde tükenmesi, alternatif enerji kaynaklarının kullanımını artırmaktadır. Isı da oldukça gerekli bir enerji türüdür. Bu çalışmada; hareket enerjisinden verimli bir şekilde ısı elde etmek amacıyla N35 neodyum mıknatıs, paramanyetik ve diyamanyetik malzemeler olan bakır ve alüminyum alaşımlarını içeren düzenekle deneysel çalışmalar yapılmıştır. Yapılan deneylerde değişken manyetik alana maruz kalan malzemelerin, manyetizmanın temel kanunları olan Lenz ve Faraday Kanunları ve bunlara bağlı oluşan Eddy Akımları sayesinde ısındığı gözlenmiştir. Devir sayısı, mıknatıs ile malzeme arasındaki mesafe ve mıknatıs dizilim şekilleri değiştirilerek, verimli ısı enerjisi elde etmek için optimum parametreler belirlenmiştir. Sonuç olarak yöntemin bakır ve alüminyum malzemeleri ısıtmada kullanılabilecek alternatif enerji kaynaklı ve ekonomik bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Çalışmanın bu konuyla ilgili ileride yapılacak çalışmalara yardımcı olması amaçlanmıştır.
Elektrikli araç batarya taşıyıcılarında kullanılan farklı kaynak türlerinin karşılaştırılması
Son yıllarda taşıt kaynaklı emisyon değerlerinin azaltılmasına yönelik uygulamalar elektrikli araçlara yönelimi arttırmış, bu da mevcut ağırlık azaltma çalışmalarını daha da hızlandırmıştır. Bu durum özellikle elektrikli araç batarya taşıyıcılarında alüminyum alaşımlarının kullanımını getirmiştir. Çözülmesi gereken problemlerin başında alüminyumun en uygun bir biçimde kaynak edilebilmesi gelmektedir. Elektrikli araçlardaki batarya taşıyıcı kutusunun kaynaklama türleri arasında geleneksel yöntemlerin yanı sıra sürtünme karıştırma kaynağı da son yıllarda öne çıkmıştır. Bu araştırmada ark kaynak ile sürtünme karıştırma kaynağının (SKK) karşılaştırılması, SKK kaynağında kullanılan takımın ilerleme hızlarının kaynağa etkisi ve levhaların kalınlığının SKK kaynağındaki parametrelere etkisi incelenmiştir. Ekstrüzyon ile üretilen levhaların mikro sertlik değerlerinin değişimi, mekanik özellikleri, penetrasyon incelenmesi ve porozite durumlarına bakılmıştır. Bu incelemeler doğrultusunda SKK karıştırma kaynağının ark kaynağa göre mekanik özelliklerinin yani çekme gerilmesi, uzama ve mikro sertlik değerlerinin daha iyi olduğu tespit edilmiştir. Takım ilerleme hızının ise belirli bir sınır ile mekanik özelliklerine pozitif yönde etki ettiği gözlemlenmiştir. Et kalınlığının SKK yöntemine etkisi ise bindirme kuvvetinin artmasına ve kullanılacak takımın geometrisinin önemini göstermiştir.
Machining parameters and distortion analyses in end milling of AA2050 and AA7050
In this study; feed rate, spindle speed, and radial depth of cut which directly affect the machining distortion, were studied by the usage of tap test and the Box-Behnken experimental design method for AA2050 and AA7050. Based on the optimum cutting parameters obtained from the experimental design studies, materials were machined in a milling center with using a carbide end mill. Depending on the optimum parameters, cutting speed, material removal rate, and spending time were calculated for mass production terminology. Also, with the optimum parameters, on the machined parts; geometric dimensioning and tolerance data such as perpendicularity, parallelism and flatness were examined, the distortion values of the workpiece were obtained. The obtaining results were tested to be usable in the aerospace industry, with geometric distortion values such as perpendicularity, parallelism, and flatness. With the optimum cutting parameters obtained, more distortion was observed in AA2050 more than AA7050. Based on the distortion analysis, improvements have been observed on the workpieces by using optimum cutting parameters which are compared with generally using cutting parameters.
Development of high-strength and corrosion resistant aluminum alloys
Aluminum alloys are of outstanding importance to industries requiring lightweight materials. The remarkable properties of Al alloys, which come in a variety of grades, are unsurpassed for many applications. However, these properties are limited by conventional techniques, and given the potential of aluminum alloys, novel techniques and materials are critical to achieving alloys with superior properties. The interplay between strength and corrosion is a rarity in Al alloys, as the corrosion resistance of Al alloys has deteriorated following efforts to strengthen them. The present study aims to simultaneously enhance the strength and corrosion performance of Al alloys through nanocrystalline structure, enhanced solubility of alloying elements and uniform distribution of secondary phases by high energy ball milling. The present work involves the synthesis and characterization of ultra-high strength, highly corrosion resistant light Al alloys by high energy ball milling and suitable alloying elements. The methodology includes a top-down approach starting with high-energy ball milling of commercial age-hardening alloys and modifying process parameters to achieve higher alloy performance. Finally, based on the knowledge gained from commercial alloys, the synthesis of binary alloys and the mechanisms that provide excellent properties were investigated. Many viable alloying elements were investigated to fill the research gap on binary Al alloys, although the role of each alloying element may vary and therefore each alloy system should be treated as an individual case. Therefore, the corrosion protection mechanism of the Al-Fe system has been studied in detail through electrochemical along with analytical techniques such as XPS, TEM, SIMS. Understanding how Fe significantly improves the corrosion resistance of Al in solid solution and nanocrystalline structure can guide the development of a new generation of light metal alloys for applications with the most desired mechanical properties and aggressive environments.
Effect of mandrel position in rotary draw tube bending operation
Within the scope of this thesis, the finite element analysis of the bending processes at different mandrel positions was made for tubes in aluminum alloy 6061 W condition, 50.8 mm outer diameter and 0.889 mm wall thickness, and the analysis results were compared with the experimental results. Based on the results obtained, different thinning, ovality, bump, and wrinkle were obtained with the change of mandrel position, which was considered as the only variable. In addition, it was observed that the ovality value increased as the mandrel position was pulled backwards.
Şase yorulma parçalarından olan motor beşiğinin alüminyum ekstrüzyon metodu ile tasarımı ve kaynak edilmesinin incelenmesi
Bu çalışmada, Almanya merkezli araç üreticisi bir firmanın, M2 sınıfına yönelik ürettiği elektrikli taşıtında prototip seviyesinde kullanılması için geliştirilmiş alüminyum motor beşiğinin, ekstrüzyon üretim yöntemiyle imal edilmesi ve doğrulanması adına AR-GE süreçleri aktarılmıştır. Mevcut çelik motor beşiğinin montaj yerlerinin ve paket hacminin sabit tutularak CATIA programı ile 3D modellenmesi, HyperWorks yazılımı ile statik analizinin yapılarak tasarımının dondurulması, ekstrüzyon ile üretildikten sonra ise CMT Robotu ile kaynaklanmadan önce kupon bazlı kaynak çalışmaları yapılmıştır. Tez sonunda ise çelik motor beşiğinin alüminyum ekstrüzyon yöntemiyle geliştirilmesiyle % 43,76 ağırlık kazancı sağlanmıştır. Tüm bunların yanı sıra müşteri mühendislik isterlerini sağlayan bir motor beşiği elde edilmiştir. Tez, 1501 Sanayi Ar-Ge Projeleri Destekleme Programınca 3181441 Proje Numarası altında TÜBİTAK tarafından 2019-2020 yıllarında desteklenmiş ve başarıyla tamamlanmıştır.
Sürekli ekstrüzyonda kaynama olayı ve kaynamaya etki eden faktörlerin araştırılması
Alüminyum ve alaşımlarının birçok özelliklerinden dolayı, uygulama alanı ve buna bağlı olarak şekillendirme yöntemleri, günümüzde hızla artmıştır. Bu yöntemlerin en önemlilerinden biri de ekstrüzyon yöntemidir. Ekstrüzyon yöntemiyle dolu ve içi boş profiller üretilmektedir. Alüminyum alaşımlarından içi boş profillerin ekstrüzyonunda dikiş kaynağı, aynı bloktan gelen metalin laminer akımları arasında meydana gelir. Alın kaynağı ise, artarda ekstrüzyon edilen bloklar arasında meydana gelmektedir. Ekstrüzyon kaynakları diğer birleştirme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, kalite, dizayn esnekliği, ağırlık ve maliyet yönünden daha avantajlıdırlar. Bir profildeki ekstrüzyon kaynak bölgelerinin metalurjik ve mekanik özellikleri, ana profil malzemesinin bu özelliklerinden farklı olabilmektedir. Alın ve dikiş kaynaklarına birçok işlem faktörleri etki etmektedir. Bu nedenle kaynakların oluşum mekanizmasının, kaynak yerlerinin metalurjik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi gerekir. Teorik ve deneysel olarak yaptığımız bu çalışmada, sürekli ekstrüzyonda alın kaynağı ve dikiş kaynağının oluşum mekanizmaları, etkileyen faktörler ve etkileyiş yönleri araştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Alüminyum alaşımları, sürekli ekstrüzyon, ekstrüzyon kaynakları, alın kaynağı, dikiş kaynağı.
Alüminyum alaşımlarının dökümünde gaz oluşumu ve gaz giderme tekniklerinin incelenmesi
VI ÖZET Bu çalışmada, alüminyum ve alaşımlarından elde edilen döküm parçalarında hala çok sık rastlanan hatalardan biri olan gaz gözenekliliğinin, oluşumu ve nedenleri üzerinde durulmuştur. Gaz gözenekliliği, sadece mekanik özellikler üzerine değil,alüminyum döküm parçalarının işlenebilirlik ve yüzey kalitesi üzerine de negatif bir etki yapmaktadır. Bu istenmeyen döküm hatasının, özellikle ergiyiğin aşın hidrojen içermesine bağlı olduğu bilinmektedir. Yapılan bu çalışmada, günümüzde kullanımı oldukça artan alüminyum metalinin sıvı durumdaki kalitesine etki eden faktörlerden en önemlisi olan hidrojen ve etkileri incelenip, hidrojen ölçme ve giderme yöntemleri açıklanmıştır. Burada açıkça görülmüştür ki, hidrojen alüminyum için bir tehlike olup, dikkatli bir uygulama ile sıvı metaldeki güvenilir seviye olan 0.15 mi / 100 gr alüminyum seviyesine inilebilmektedir. Anahtar Kelimeler: Gözeneklilik, gaz giderme, hidrojen, alüminyum, yüzey kalitesi.
Alüminyum silisyum alaşımlarının ısıl analizi
ÖZET Bu çalışmanın birinci konusu, çift potalı ısıl analiz olarak isimlendirdiğimiz, yeni bir yöntemin(bu yöntemde iki potadan elde edilen soğuma eğrilerinin farkları zamana karşı çizdirilir), Al-Si alaşımlarının katılaşması sırasında meydana gelen fazların daha hassas elde edilmesi ve hatta diğer yöntemlerde tespit edilememiş fazların bulunması için kullanılabilirliğini araştırmaktır. İkinci konusu, aynı yöntem ile Al-Si alaşımlarında tane inceltmenin etkilerinin daha iyi tespit edilip edilmeyeceğini araştırmaktır. Bu amaçla üç farklı bileşime sahip Al-Si alaşımlarına %1Tİ ilavesi A1-5Tİ-1B master alaşımı ilavesiyle yapılmıştır. Son olarakta hem tane inceltilmemiş hem de tane inceltilmiş numunelerin metalografik incelemesi yapılmış ve bu numunelerden elde edilen soğuma eğrilerinin türevleri ve farkları arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlara bakıldığında, kullanılan yeni yöntemin, türevin kullanılmasıyla elde edilen sonuçlarla uyuştuğu ve oluşan fazların tesbiti için kullanılabileceği anlaşılmıştır. Ancak, umulduğu gibi diğer yöntemlerden farklı olarak yeni bir faz tespit edilememiştir. Yöntem, tane inceltmedede türev yöntemiyle uyuşmuştur. Tane inceltmenin soğuma eğrilerindeki etkileri literatürde belirtildiği gibi gözlemlenilmiştir. Yani birincil katılaşma bölgesindeki alt soğuma miktarları azalarak, katılaşma başlangıç sıcaklığını biraz üst sıcaklıklara çekmiştir. Ötektik bölgedeki altsoğumada azalmış ve ötektik katılaşma başlangıç sıcaklığı artmıştır. Elde edilen metalografik yapılar ile soğuma eğrilerinin türevlerinde ve kullanılan yeni yöntemde tespit edilen fazlar ilişkilendirilmiştir ve fazlarla yapıların birebir uyuştuğu görülmüştür. Tane inceltmenin etkiside metalografik yapılarda açıkça görülmüştür. Sonuçta, kullandığımız yöntem yeni bir yaklaşımı yansıttığından önemlidir. Elde edilen sonuçlarda bunu göstermektedir. Ancak bu yöntemin daha geliştirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Isıl Analiz, Çift Pota Yöntemi, Al-Si Alaşımları, Tane İnceltme
Yerli grafen nano plakalarla takviye edilmiş Al-Cu esaslı alaşım matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi, ısıl işlemi ve karakterizasyonu
Alüminyum ve alaşımlarının otomotiv, havacılık ve savunma sanayinde özellikle ileri malzeme özelliklerine ihtiyaç duyulan alanlardaki kullanımları düşük mukavemet ve dayanımları nedeniyle sınırlanmaktadır. Birçok mühendislik uygulamasında hafif ve aynı zamanda yüksek dayanımlı malzemelerin kullanımı öne çıkmaktadır. Bazı özel Al alaşımlarının hafif ve yüksek dayanımlı olmaları sayesinde zırh malzemesi olarak kullanımını gösteren önemli çalışmalar mevcuttur ve bu özeliklerinin geliştirilmesi üzerinde yoğun araştırmalar devam etmektedir. Al alaşım esaslı kompozit malzemeler bu ihtiyaçlara yönelik olarak daha üstün özelliklere sahip malzemelerin üretimine imkân sağlamaktadır. Toz metalurjisi süreçlerinde yüksek enerjili öğütücülerde mekanik alaşımlama ile nano boyutlarda Al alaşım tozları ve takiben çok ince taneli kompozit yapılar elde edilebilmektedir. Mekanik alaşımlama döküm gibi geleneksel alaşımlama metotlarına kıyasla çok ince taneli alaşımların elde edilmesi, kristal kafes içerisinde alaşım elementlerinin çözünürlüğünün arttırılması ile aşırı doymuş katı çözeltilerin elde edilebilmesi ve metastabil intermetalik bileşiklerin oluşturulması yoluyla mukavemetin attırılabilmesi gibi önemli avantajlar sağlamaktadır. Bunlara ek olarak, kompozit malzemelerin üretiminde karşılaşılan takviye elemanlarının kompozit matris içerisinde homojen olarak dağıtılmaması ve aglomerasyon gibi sorunların önüne geçilebilmesi için en etkili yöntemlerden biri mekanik alaşımlamadır. Son yıllarda nano partikül boyutuna sahip, çok ince katmanlı ve birim ağırlık başına en güçlü malzemelerden biri olan grafen, Al esaslı kompozitler için önemli bir takviye malzemesi olma potansiyeline sahiptir. Karbon esaslı takviye elemanları içerisinde grafenin kırışık yüzey yapısı sayesinde karbon nanotüplere kıyasla matris içerisinde dağılımının daha yüksek olduğu ve matrise daha iyi tutunarak yüksek mekanik özelliklerini yapıya transfer edebildiği literatürde belirtilmektedir. Ancak, toz metalurjisi yöntemleri ile grafenin Al matrisli kompozitler içerisindeki kullanımı henüz tüm yönleriyle araştırılmış değildir. Tez kapsamında, laboratuvarlarımızda orijinal dizayn edilmiş elektrik ark reaktöründe yerli olarak üretilen grafen nano plakalar ile takviye edilmiş Al-Cu alaşım esaslı kompozitler toz metalurjisi yöntemleri ile üretilmiş ve bu alaşımların mikroyapısal, mekanik, tribolojik ve korozyon özellikleri incelenmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşımların ve grafen takviyeli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemleri ile elementel tozlardan başlayarak hazırlanmasına ve toz/sinter ürün özelliklerinin detaylı incelenmesine dayanan bu tez, seçilen alaşım bileşimleri ve bu alaşımların grafen takviyeli kompozitlerinin hazırlanması üzerinde literatürdeki ilk çalışmaları ortaya koymaktadır. Tez çalışması aşamasında takviye malzemesi olarak kullanılan grafen nano plakalar kendi laboratuvarlarımızda elektrik ark yöntemi ile önceden optimize edilmiş koşullarda yüksek saflık ve kalitede, nano boyutlarda, birkaç-tabakalı olarak sentezlenmiştir. Üretilen grafen nano plakalar, mekanik alaşımla ile sentezlenen Al-ağ.%5,5Cu, esaslı 3 farklı bileşime sahip alaşımlara ağ. %5'e kadar grafen ile takviye edilerek ince taneli kompozitler üretilmiştir. Mekanik alaşımlanmış tozların preslenmesi ve basınçsız sinterlenmesi ile Al-5,5Cu esaslı alaşımlar ve grafen takviyeli edilmiş farklı matris bileşimine sahip kompozitler üretilmiştir. Ayrıca seçilen bir grup numuneye T6 ısıl işlem prosesi uygulanmıştır. Çözeltiye alınan numunelere su verilip yapay olarak yaşlandırılmıştır.Sinterlenen numuneler sırasıyla 3 saat 500◦C ve 20 saat 170◦C bekletilmiştir. Üretilen tozların ve sinterlenmiş ürünlerin karakterizasyon çalışmaları fiziksel ( X-ışını difraktometresi (XRD; latis gerilimi-kristalit boyutları saptama)), bileşimsel (XRD, taramalı elektron mikroskobu (SEM)), mikroyapısal (optik mikroskop, SEM,) ve korozyon, mekanik (çekme ve basma) ve tribolojik (aşınma) testler ile gerçekleştirilmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşım tozları için yapılan XRD analizinde, herhangi bir metalik faza veya mekanik alaşımlama prosesinden kaynaklı bie empüriteye rastlanmamıştır. Artan mekanik alaşımlama süresi ve GNP miktarı ile mekanik alaşımlanmış tozların ortalama kristalit boyutu değerlerinin azalma ve latis gerilimi değerlerinde ise artış görülmüştür.SEM görüntülerinde ise mekanik alaşımla öncesi köşeli, küresel veya elips şekilde olan partiküllerin yassılaştığı gözlemlenmiştir. Al-5,5Cu esaslı alaşım tozlarının sinterlenmesiyle elde edilen farklı bileşimlerdeki tüm kompozitlerin XRD analizlerinde toz numunelerden farklı olarak Al2Cu faz oluşumu gözlenmiştir. Sertlik ölçümleri sonrasında elde edilen verilere göre mekanik alaşımlama sürelerinin artışıyla sertlik değerleri artmaktadır. Grafen miktarının artışıyla ölçülen sertlik değeri %1 GNP katkısına kadar artarken %2 ve %5 GNP katklılı numunelerde azalmaktadır. Basma sonuçları da sertlik sonuçlarıyla benzer şekilde alınmıştır. %1 GNP katkılı numulere uygulanan çekme testinde mekanik alaşımlamanın çekme mukavemetinde olumlu etkisi gözlemlenmiştir. Aşınma testi sonuçlarına göre numunelerde artan grafen miktarı ile birlikte aşınma oranlarının azaldığı, fakat ağ.%5 grafen içeren numunelerin aşınma oranının farklılık gösterdiği görülmektedir. Burada ilave edilen grafen fazının yağlayıcı etki yaratarak aşınma miktarını azalttığı düşünülmektedir. Grafen ilavesi ile birlikte genel olarak kompozitlerin korozyon dirençlerinin bir miktar azaldığı anlaşılmaktadır Buna göre, grafen takviyesinin korozyon hızında ağ. %5'e kadar çok belirgin bir değişim yapmadığı ancak ağ.%5 grafen içeriğine sahip numunede korozyon hızının önemli ölçüde arttığı görülmektedir. Al-5,5Cu-0,5Mn-0,3Mg-xGNP numunelerine uygulanan T6 ısıl işlemi sonrasında, yapılarında bulunan ve dayanımı artıran Cu ve Mg bileşenlerinin kararlı çökeltiler haline gelmesiyle sertlik ve basma mukavemetlerinde artış meydana gelmiştir.
Grafen takviyeli alüminyum ve bakır esaslı yenilikçi malzemelerin toz metalurjisi ile üretiminin geliştirilmesi
Bu çalışmada, elektrik ark deşarj yöntemi (EAD) ile sentezlenen birkaç katmanlı grafenin (FLG), toz metalurjisi (T/M) yöntemi ile Al-Cu, Al-Zn ve Cu esaslı matrise takviye edilip, FLG takviyeli Al-Zn ve Cu esaslı kompozit ve Al-Cu ve Al-Zn esaslı fonksiyonel derecelendirilmiş yenilikçi malzemelerin üretimi, bu malzemelerin yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır.Bu amaç doğrultusunda, öncelikle grafenin birkaç katmanlı ve yüksek saflıkta EAD ile üretimi sağlanmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan FLG, belirli oranlarda (ağ. %0-0,1-0,2-0,3-0,5-0,7) Al-Cu ve Al-Zn esaslı matrise mekanik alaşımlama (MA) yoluyla ilave edilmiştir. Üretilen FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı kompozit tozlar artan FLG içeriğine göre altı katman olacak şekilde tasarlanmış, tek eksenli pres yardımıyla istiflenerek sıkıştırılmış ve ardından sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Relatif yoğunlukları %96 ile %98 arasında değişen FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin (FDM), artan FLG içeriğine göre, ilk katmandan son katmana doğru sertlik değerlerinde %50'ye varan oranlarda artış görülmüştür. Ayrıca, FLG içeriğinin yoğun olduğu bölgelerde, grafenin yağlayıcı etkisine bağlı olarak sürtünme katsayısında (COF) iyileşmeler tespit edilmiştir. FLG takviyeli Al-Cu ve Al-Zn esaslı FDM'lerin; optik mikroskop (OM), taramalı (SEM) ve geçirimli elektron (TEM) mikroskobuyla gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde ve X-ışını kırınım (XRD) analizlerinde tespit edilen Al4C3 fazının matris yapısında homojen dağılımı matristen yük aktarımı sağlayarak mekanik özelliklerde iyileşmeye sebep olduğu düşünülmüştür. Ayrıca, her katman boyunca artan sertlik değerlerinin, sünek faza takviye edilen FLG'nin dislokasyon yoğunluğunun ve tane boyutu küçültmesinin artmasına neden olduğu tespit edilmiştir.EAD ile sentezlenen FLG, belirli oranlarda (ağ.%0-0,5-1-2) Al-Zn esaslı matrislere harmanlanmış (as-blended) ve farklı sürelerde (2, 4 ve 8 sa) gerçekleştirilen MA yardımıyla takviye edilmiş ve bu tozlar tek eksenli pres yardımıyla sıkıştırılarak, sinterleme işlemine maruz bırakılmıştır. Relatif yoğunlukları öğütme sürelerine göre %88 ve %99 arasında değişen FLG takviyeli Al-Zn esaslı kompozitlerin, OM ve SEM ile gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde FLG'nin matris yapısında homojen olarak dağıldığı görülmüştür. Buna bağlı olarak, 4 sa MA ile üretilen ağ.%2 FLG takviyeli Al-Zn-Mg-Cu esaslı kompozit için 155 HV sertlik değerine ulaşılmış ve Al-Zn-Mg-Cu alaşımına kıyasla sertlik değerinde %63,15 oranında artış görülmüştür.EAD ile sentezlenen FLG, belirli oranlarda (ağ.%0,0,1-0,3-0,5) Cu esaslı matrise farklı sürelerde (5 ve 7 sa) gerçekleştirilen MA yardımıyla takviye edilmiş ve bu tozlar tek eksenli pres yardımıyla sıkıştırılarak, sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Relatif yoğunlukları %88 ile %94 arasında değişen FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin, OM ve SEM ile gerçekleştirilen mikroyapısal incelemelerinde basınçsız sinterlemeye bağlı olarak porozite tespit edilmiştir. Bununla birlikte, 5 sa MA sonrası matris yapısında deformasyonla göze çarpmıştır. Mevcut bu deformasyonun, matris yapısında FLG'nin aglomerasyonundan kaynaklı olabileceği üzerinde durulmuştur. En yüksek sertlik değerine (101 HV) 7 sa MA sonrası ağ. %0,1 FLG takviyeli Cu esaslı kompozitle ulaşılmıştır. Ayrıca takviyesiz Cu ile karşılaştırıldığında, 7 sa MA sonrasında sinterlenmiş olan ağ. %0,3 FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin sertlik değerinde yaklaşık %31,8 oranında bir artış elde edilmiştir. Fakat, artan FLG içeriği ile Cu ve FLG arasındaki bağın zayıflığı ile ilgili olduğu düşünülen, ağ. %0,5 FLG takviyeli Cu kompozitlerin sertlik değerinde önemli bir düşüş gözlemlenmiştir. 7 sa MA ile elde edilen FLG takviyeli Cu esaslı kompozitlerin COF değerlerinde azalma gözlenmiştir. Grafenin yağlayıcı etkisinden dolayı, Cu esaslı kompozitlerin aşınma özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir.
Etial 177 alüminyum alaşımlarının kum ve alçı kalıba dökümünde tane inceltici ilavesi ve mekanik titreşim altında katılaşmanın döküm özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada Etial 177 alüminyum alaşımının kum ve alçı kalıba dökümünde tane inceltici ilavesi ile mekanik titreşim altında katılaşmanın döküm ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu sayede Etial 177 alüminyum alaşımlarının dökümlerinden ve mekanik özelliklerinden elde edilen sonuçlar, yapılan deneysel çalışmalarla ortaya konulmuştur. Etial 177 alüminyum alaşımı yaklaşık 750°C de ergitilerek, ilavesiz ve tane inceltici ilaveli olarak, kum ve alçı kalıpta, tasarlanan modelin dökümleri gerçekleştirilmiştir. Dökümlerde kullanılan sıvı metale ilk olarak azot ile yıkama işlemi yapılarak daha sonra gazlılık durumunu test etmek amacı ile düşürülmüş basınç testi yapılmıştır. Elde edilen modeller, farklı kesitlerde kesilerek arşimet yoğunluk deneyi uygulanmış olup daha sonra farklı kalınlıklarda modelden numuneler alınarak metalografik numune hazırlama işlemleri uygulanarak mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Her döküm yöntemi için kalıp içerisine tasarlanan standart ölçülerde çekme çubukları dökümü gerçekleştirilerek, çekme çubukları standart aralıklarda işlenerek çekme deneyi yapılmıştır. Son olarak dökümü gerçekleştirilen modellerden alınan kesitlere sertlik ölçüm deneyi uygulanmıştır. Sonuç olarak Etial 177 alüminyum alaşımlarının dökümünden sonra, mekanik titreşimin iç yapıya olumlu yönde etki ettiği, tane inceltici ilaveli dökümlerde gözenek değerinin ilavesi dökümlere göre daha da azaldığı, döküm kesit kalınlığının artmasıyla beraber tane boyutunun da artmasıyla oluşan dentritlerin soğuma hızı ile beraber daha da kabalaştığı sonuçları elde edilmiştir. Deneylerden elde edilen sertlik değerleri 50,12 HBN ile 62.34 HBN aralığında olup, en fazla sertlik değeri kum kalıba TiB ilaveli titreşim altında katılaşma şartlarında 59.28 HBN olarak ölçülmüştür. Çekme deney sonuçları incelendiğinde, en yüksek çekme mukavemeti tane inceltici ilaveli, titreşim altında katılaştırılan, kum kalıba dökülmüş numunelerde 210,14 MPa olarak ölçülmüştür.
Alüminyum alaşımlarında sürtünme karıştırma kaynağının mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Alüminyum alaşımları, üretim teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte hafif ve yüksek mukavemetli olmaları sebebiyle imalat endüstrilerinde oldukça popüler hale gelmiştir. Alüminyum malzemelerin artan kullanım alanları nedeniyle farklı imalat yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri de sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) işlemidir. Geleneksel kaynak yöntemi füzyon kaynağıdır, ancak füzyon kaynağı sonucu kaynak dikişlerinde düşük mukavemet değerleri görülmektedir. Füzyon kaynağı sırasında ergime sıcaklığına ulaşan alüminyum, ısıl işlemle kazandırılan mukavemetini kaybeder ve bu nedenle kaynak dikişi dayanımı azalır. Katı hal birleştirme kaynağı yöntemi olan SKK, mukavemeti korumak amacıyla geliştirilmiştir ve sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaynak işlemi, karıştırıcı takımın malzemeye temas etmesi sonucu ortaya çıkan ısının malzemeyi yumuşatması ve dönen pim sayesinde iki iş parçası malzemesinin birbirine karıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Malzemenin ergime sıcaklığına çıkmaması sayesinde, kaynak dikiş mukavemet değerleri ana malzemelerin mukavemet değerlerini büyük ölçüde koruyabilir. Ancak, bu yöntemde kaynak mukavemetinin birçok parametreye göre değişmesi en büyük sorundur. Bu çalışmada, 2.5 mm kalınlığındaki 5754-H111 ve 2024-T3 alüminyum alaşımlarının farklı kaynak parametreleri ile sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi kullanılarak birleştirilmesi incelenmiştir. Kaynak edilen parçalar lazer tezgahında kesilerek çekme ve eğme numuneleri hazırlanmıştır. Farklı kaynak parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Aynı tür ve farklı türdeki iki alaşım başarılı bir şekilde kaynatılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda kaynak parametrelerinin oldukça önemli olduğu ve detaylı olarak belirlenmesi gerektiği tespit edilmiştir. Fakat elde edilen mekanik değerler ana malzemelerin mekanik değerlerinin oldukça altındadır. Verimlilik istenilen seviyenin altında kalmıştır.
Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen AA1050 ve AA5754-H111 alüminyum levhaların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada AA1050 ve AA5754 alüminyum alaşımı levhalar kullanılmış, bağlantıların mekanik ve mikro yapısal özelliklerini incelemek amacıyla alüminyum alaşımı levhalar, birbirlerine aynı ve farklı alaşım çifti olarak sürtünme karıştırma kaynak (SKK) yontemiyle, uygun parametreler kullanılarak kaynak edilmişlerdir. Kaynak hızı, karıştırıcı ucun dönme hız ve karıştırıcı uç açısı sabit tutulmuştur. Sürtünme karıştırma kaynak işlemlerinde takım çeliğinden imal edilmiş batıcı uç kullanılmıştır. Çalışmada dikey freze tezgahı kullanılmıştır.Alüminyum levhalar tek ve çift taraflı kaynak yapılmıştır. Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen plakalarda kaynak sonrasında herhangi bir çarpılma veya deformasyon oluşmamıştır. Kaynaklı birleştirmelerde metalografik ve mekanik testler yapılarak birleşme bölgesinin metalürjik ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Bu çalışmanın sonucunda, tek taraflı kaynak AA1050 için yeterli dayanımı sağlamıştır. AA5754 ün çift taraflı kaynağı tek taraflı kaynağa göre daha yüksek dayanım sağlamıştır. AA1050-AA5754 kaynak dayanımını AA1050 nin mekanik özellikleri belirlemiştir. İki malzeme arasındaki karışma bölgesel birleşme şeklinde olmuştur. Bu çalışmada kullanılan kaynak sistemi geliştirilmeye ve otomasyona çok uygundur. Elde edilen kaynak kaliteleri kaynak parametreleri optimize edilerek daha da geliştirilebilir.