Aluminum alloys
64 theses under this subject heading
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.
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.
ETİAL 171 alaşımının yarı katı halde şekillendirilebilirliğine eser miktarda Ag ilavesinin etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada otomotiv endüstrisinde yaygın kullanım alanına sahip olan Etial 171 alüminyum alaşımının yarı katı halde şekillendirilmesinin malzemenin mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca eser miktarda ilave edilen Ag elementinin malzemenin yarı katı halde şekillendirilebilirliğine ve malzemenin özelliklerine olan etkileri tespit edilmiştir. Yarı katı halde şekillendirme ?-Al tane boyutunu ve intermetalik bileşikleri küçültmüş ve malzemenin sertliğini artırmıştır. Ag ilavesi tane boyutunu %28 oranında küçültmüş ve sertliği %20 artırmıştır. SEM/EDS çalışmaları ve mikrosertlik incelemeleri Ag'ün hem matriks yapıda hem ötektik bölgede bulunan intermetaliklerde var olduğunu, dolayısıyla bu bölgelerde sertlik artışına yol açtığını ortaya koymuştur.Özetle, Etial 171 alüminyum alaşımı yarı katı şekillendirme prosesiyle üretime uygun bir malzeme olup, yarı katı şekillendirme malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirmekte ve Ag ilavesi bu iyileşmeyi artırmaktadır.
An experimental study on mechanical properties of aluminum-boron compounds
In this thesis, mechanical properties of Al-B alloys, prepared by the addition of different amounts of borax to 99.70% pure commercial aluminum, were investigated. In this preparation process, amount of borax, holding temperature and holding time were realized as affecting parameters. Additive amount of borax were selected to be 5, 10, 15 and 20 percentage while holding temperatures were 800, 1000 and 12000C and holding times were 30, 45 and 60 minutes before casting into dies. By considering these parameters three specimens were prepared for each condition. These specimens were then subjected to mechanical tests such as tensile, impact and hardness tests and average values were recorded. As a result of mechanical tests, tensile strength of the alloy with the incorporation of borax was found to increase by about 33% in comparison to the pure aluminum without borax while 21% increase in impact energy and 54% in hardness value. A substantial quantity of aluminum-boride flakes were observed in the microstructural investigation of the samples. Microscopic observations of alloyed samples reveal homogeneous distribution of aluminum boride particles and fewer porosity levels. It is observed that mechanical properties of AA 1070 aluminum can be improved by incorporating with borax.Key Words: Boron Compounds, Borax, Al-B alloy, Mechanical Properties
The effects of tetravalent transition metals on Cu-Al based shape memory alloy
In this thesis, the effect of two different transition metals (Zirconium and Hafnium) additive on some physical properties (thermal, electrical, magnetization, and mechanical) of Cu-Al-Mn shape memory alloy has been studied. The samples were manufactured by using the arc melting method in a controlled environment in four different compositions includes CAM (Cu_70 Al_24 Mn_6 at%), CAMZ (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_1 at%), CAMH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Hf_1 at%), and CAMZH (Cu_69 Al_24 Mn_6 Zr_0.5 Hf_0.5 at%). The DSC results showed that the adding of tetravalent transition metals (Zirconium and Hafnium) caused to decrease in the austenite phase transformation temperatures, but the martensite phase transformation temperatures were increased after adding Zr and Hf. And the temperature hysteresis was decreased. Also, the same result was obtained in the measurement of electrical resistivity. According to XRD analysis, all samples have the same pattern which has martensite phase in two different morphologies (β_(1 )^' 〖and γ〗_1^'), and the SEM analysis showed the same result. Besides, both Zr and Hf were caused to reduce the crystallite size of Cu-Al-Mn alloys. The magnetization measurement investigated that Cu-Al-Mn alloy has the ferromagnetic property at room temperature but alloying of Zr and Hf caused to change its magnetic property from ferromagnetic to paramagnetic.
Doğrusal olmayan takım yoluyla alüminyum alaşımlı sac malzemelerin sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesi ve kaynak bölgesinin mekanik özelliklerinin irdelenmesi
Sürtünme karıştırma kaynak yöntemi, son yıllarda keşfedilmiş ve geliştirilmiş bir katı hal kaynak tekniğidir. Klasik ergitme kaynakları ile kaynatıldığında bazı problemler oluşturan ve özellikle havacılık, uzay ve savunma sanayii gibi yaygın alanlarda kullanılan, farklı özelliklere sahip alüminyum alaşımlarının, bu yöntem ile kaynak edilebilirliği basitleştirilmiştir.Bu çalışmada, alüminyum levhalar, doğrusal ve doğrusal olmayan takım yollarıyla, farklı işlem parametreleri kullanılarak sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Doğrusal olmayan takım yolu seçilmesinin temel amacı, kaynak dikiş uzunluğunu artırarak kaynak bölgesinin mukavemet özelliklerini yükseltmektedir. Ayrıca, bu yöntemin bu güne kadar hiç denenmemesi ve ilk defa uygulanması ve elde edilen bulguların teknolojiye ne denli katkı sağlayacağı hep merak konusu olmuştur. Kaynak süresince, karıştırıcı ucun devir sayısı ve kaynak ilerleme hızı, değişken parametreler olarak alınmış, karıştırıcı uç geometrisi ise sabit tutulmuştur. Kaynak kalitesi; içyapı incelemesi, mikrosertlik ölçümleri ve çekme deneyi yapılmak suretiyle belirlenmiştir. Takım yoluna, kaynak ilerleme hızına ve karıştırıcı uç devir sayısına bağlı olarak kaynak bölgesinde meydana gelen değişimler incelenmiş ve bu değişimlerin kaynak performansını nasıl etkilediği araştırılmıştır. Yapılan kaynaklar ve deneyler sonucunda, kaynaklı birleştirmelerin mukavemetlerinin kaynak parametrelerine göre farklılık gösterdiği ve doğrusal olmayan takım yolu kullanılmasının kaynaklı birleştirmenin mukavemet değerlerini artırdığı tespit edilmiştir.
Biyoseramik kaplamanın MA8M ve AA6061-T4 alaşımlarında korozyon direncine etkisi
Kalsiyum fosfat esaslı bir seramik olan Hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2] (HA), biyouyumlu oluşundan dolayı biyomedikal uygulamalarda kemik yerine geçebilen ve hasarlı kemik dokuların onarımında kullanılabilen biyoseramik bir malzemedir. Bu malzeme doğrudan greft veya daha iyi implant-kemik integrasyonu için metalik implantlar üzerine kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu tür kalsiyum fosfat esaslı malzemeler, kemik integrasyonu ve yeni kemik oluşumunu teşvik ederek implantların daha hızlı tespitini (osteointegrasyonunu) sağlamaktadırlar. İmplant malzemeler üzerine HA kaplamada elektroporetik, plazma sprey, magnetron sputter, CVD gibi metodların yanısıra Sol-Jel yöntemi de oldukça etkin bir metotdur. Bu yöntem; düşük işlem sıcaklığı, daha kompleks parçaların kaplama kolaylığı ve yüksek yüzey alanı ve serbest enerjiye sahip katıların daha düşük sıcaklıkta sinterlenmesi bakımından avantajlı sayılabilir.Bu çalışmanın amacı mevcut implant uygulamalarına alternatif olarak Mg alaşımı (MA8M) ve Al alaşımı (AA 6061-T4) malzemelerin yüzeylerini Sol-Jel yöntemi ile nano ve mikro-HA partikül boyutlarında, üç farklı kaplama kalınlığında (~30, ~60, ~85µm) biyoaktif-HA tabakası kaplayarak, adezyon dayanımı, HA tane boyutu ve kaplama kalınlığına bağlı olarak yapay vücut sıvısı içerisinde korozyon davranışlarını incelemektir. Bu amaçla, adezyon testleri ile Ringer sıvısı içinde korozyon deneyleri Potansiyostat cihazında yapılan numunelerin, karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları difraktometresi ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemelerden, mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin korozyon ve adezyon direnci kaplama kalınlığı arttıkça azaldığı gözlenmiştir. Al alaşımı taban malzemelerin kullanıldığı HA kaplamaların aktivasyon kontrollü bir korozyon mekanizması ile korozyona uğradıkları görülmüştür. Al alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numune ~30µm kaplama kalınlığına sahip nano-HA kaplı Al alaşımı numuneler, Mg alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numuneler ise ~30µm kaplama kalınlığına sahip mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin olduğu görülmüştür.Anahtar sözcükler: Alüminyum ve Magnezyum, Biyoseramik kaplama, Hidroksapatit, Korozyon
Alüminyum matrisli SiC parçacık takviyeli kompozitlerin mekanik alaşımlama yötemiyle üretimi ve kuru aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalısmada, mekanik alasımlama metodu ile farklı boyut ve oranlarda SiC partikülleri ile takviyelendirilmis Al esaslı Metal matrisli kompozitler (MMK) üretilmis ve kuru asınma özellikleri arastırılmıstır. Toz karısımları, 450 dev/dak hızda bilyeli dikey degirmende 1,5 ve 3,5 saat karıstırılarak hazırlanmıstır ve daha sonra 650 MPa'da bir kalıpta preslenerek dairesel numuneler üretilmistir. Elde edilen blok numuneler 600 ºC'de 2 saat Ar atmosferi altında sinterlenerek MMK numuneler elde edilmistir. Sinterleme sonrası üretilen MMK'lerin yogunluk, porozite, sertlik ölçümleri ve mikroyapı incelemeleri yapılmıstır. Buna ilaveten, asınma deneyleri pin-on-disk cihazında sabit hızla farklı yükler altında gerçeklestirilmistir. Asınmıs yüzeylerin Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Elementsel noktasal analizleri (EDAX) yapılmıstır. Yogunluk ölçümleri, porozitenin çok düsük oldugunu, partikül oranının artması ve boyutunun düsmesi ile porozite oranının arttıgını göstermistir. MMK'lerin sertligi ise, genelde takviye oranının artması ile orantılı olarak arttıgı gözlenmistir. Optik mikroskop ile mikroyapı incelemeleri partikül boyutunun artması ile homojen bir dagılım saglandıgını göstermis, düsük boyutlu partiküllerin partikül topaklanmasına ve porozite olusumuna neden olduklarını ortaya çıkarmıstır. Buna ilaveten, yapılan asınma deneylerinde MMK'de seramigin tane boyutu küçüldükçe agırlık kaybının arttıgı görülmüstür. Fakat v takviye oranının artması ile sertlik degerleri artmıs agırlık kaybı ise azalmıstır. Ayrıca yapılan tüm deneylerde yük arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Asınma deneyleri sonrasında MMK'in SEM incelemelerinde; agır yüklerde oksitlenme ve plastik deformasyon hakim iken düsük yüklerde ise oksidasyon ve kraterlesmenin baskın oldugu görülmüstür.
Alüminyum matrisli alüminyum oksit parçacık takviyeli kompozitlerin mekanik alaşımlama yöntemiyle üretimi ve kuru aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalısmada parçacık takviyeli Al esaslı metal matrisli kompozitler (MMK) mekanik alasımlama yöntemi ile üretilmistir. Takviye elemanı olarak Al2O3 parçacıkları kullanılmıstır. Üretilen kompozitlerde Al2O3 takviye elemanı oranları agırlıkça % 5, 10 ve 15 olarak seçilmistir. Toz metalürjisi yöntemi ile üretilen metal tozları 450 dev/dak hızla bilyeli dikey degirmende 1,5 ve 3,5 saat sürelerde karıstırılarak hazırlanmıstır. Mekanik alasımlama sonrası Al- Al2O3 tozlar 650 MPa basınç altında preslenerek ø10x15 mm boyutlarında blok numuneler üretilmistir. Üretilen blok numuneler 600 °C'de 2 saat Ar atmosferi altında sinterlenmistir. Kompozit numunelerin mikroyapı incelemeleri optik mikroskop aracılıgı ile yapılmıs ve matris içindeki Al2O3 parçacıklarının dagılımı belirlenmistir. Üretimi gerçeklestirilen kompozitler; yogunluk, porozite ve sertlik ölçümlerine tabi tutulmustur. Bunun yanında üretilen Al2O3 takviyeli kompozitlerin kuru sürtünme asınma testleri pin-on-disk cihazında degisik yükleme sartlarında yapılmıstır. Asınmıs yüzeyler, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmis ve noktasal analizleri (EDAX) yapılmıstır. Yapılan deneylerde, MMK'de seramigin tane boyutu küçüldükçe sertlik degerinin azaldıgı, agırlık kaybının arttıgı görülmüstür. Fakat takviye oranının artması ile de sertlik degerleri artmıs agırlık kaybı azalmıstır. Yogunluk, parçacık içeriginin artmasıyla ve parçacık boyutunun artmasıyla artmıstır v fakat az miktarda da porozite olustugu gözlenmistir. Buna ilaveten, SEM mikroskobu ile asınmıs yüzeylerin incelenmesi sonucu, matris malzemesinde oksidasyon ve kısmi kopmalar baskın iken, MMK'lerde plastik deformasyonun baskın oldugu görülmüstür. Ayrıca MMK'lerde parçacık boyutu küçüldükçe plastik deformasyonun arttıgı ve takviye oranı arttıkça düzlesmenin çok az degistigi gözlenmistir.
Alüminyum alaşımlı SiC parçacık takviyeli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalısmada, SiC parçacık takviyeli alüminyum alasımlı metal matrisli kompozitler toz metalurjisi yöntemiyle üretilmistir. Üretilen kompozitlerde SiC takviye elemanı oranları ağırlıkça %5, %10 ve %15 olarak seçilmistir. Toz karısımlar 800 MPa'da tek yönlü bir kalıpta preslenerek blok numuneler üretilmistir. Elde edilen bütün numuneler, 2 saat süreyle 650 °C tüp fırında argon gazı ortamında sinterlenmistir. Sinterleme sonrası numunelerin mikro yapı incelemeleri, sertlik, yoğunluk ve gözenek ölçümleri yapılmıstır. Bunun dısında, asınma deneyleri sabit hızda ve farklı yüklerde pim-disk türü deney cihazında gerçeklestirilmistir. Ayrıca asınmıs yüzeylerin karekterize edilmesi için tarama elektron mikroskobu (SEM) ve noktasal analizi (EDAX) yapılmıstır. Sonuçlar, üretilen kompozitte sertliğin ve yoğunluğun parçacık içeriğine bağlı olarak arttığı görülmüs ve kompozit malzeme içerisindeki seramiğin tane boyutu küçüldükçe asınma miktarının arttığı kompozit malzeme içerisindeki seramiğin oranı arttıkça asınma miktarının azaldığı belirlenmistir. Ayrıca yük arttıkça hem matris hemde kompozitte asınma miktarı artmıstır. Anahtar Kelimeler : Al-Cu, SiC, toz metalurjisi, MMK, asınma
Alüminyum alaşımlarının (5083 ve 7039) kaynak öncesi ve sonrası mekanik ve balistik özelliklerinin araştırılması
ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ (5083 VE 7039) KAYNAK ÖNCESİ VE SONRASI MEKANİK VE BALİSTİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI (Yüksek Lisans Tezi) Mehmet ERDEM GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ESTİTÜSÜ Mayıs 2001 ÖZET Alüminyumun işlenebilen alaşımları; Al-Mg alaşımlarından 5083 ve Al-Zn alaşımlarından 7039 alaşımlarının, kaynak öncesi ve sonrası standart mekanik, mikro yapısal ve balistik mukavemet değerleri karşılaştırılmıştır. Öncelikli olarak 12,7 mm kalınlığındaki, her iki alaşım grubuna ait alüminyum levhalar MIG kaynağı ile kaynatılarak, çekme, eğme ve sertlik deneyleri yapılarak, ITAB' in mikro yapı fotoğrafları alınıp, kaynak öncesi ve sonrası mekanik değerlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Balistik özelliğe sahip 38 mm kalınlığındaki 7039 alaşımına balistik kaynak ağzı açılarak, MIG kaynak yöntemi ile kaynatılıp, balistik deney yapılmıştır. Balistik deneyler; ana metale 8 adet atış, geçiş bölgesine 21 adet atış ve kaynak dolgu metaline 6 adet atış yapılarak, bu bölgelerin V50 hız limitleri bulunarak, standartında belirtilen V50 hız limiti ile bizim bulduğumuz ana metale ait V50 hız limitlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Bilim kodu : Anahtar kelime : Alüminyum alaşımları, Balistik, Mekanik özellikler. Sayfa adeti : 105 Tez yöneticisi : Doç. Dr. Mehmet TÜRKER
Çok katmanlı sacların geri esneme davranışının tespiti
Yapılan çalışmada çok katmanlı sacların geri esneme davranışlarının incelenmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda C75 çeliği, AISI 301 paslanmaz çelik ve Al 1030 alüminyum alaşımı sac metaller kullanılarak çok katmanlı sac malzemeler elde edilmiştir. Çok katmanlı sac malzeme üretiminde ara katmanlarda kauçuk kullanılmıştır. Farklı alternatiflerde iki ya da üç katmanlı olarak üretilen sac malzemelerin geri esneme davranışlarını incelemek amacı ile V kalıp eğme prosesi kullanılmıştır. V kalıpta eğme deneyleri sonrasında malzemelerin geri esneme miktarları açıölçer kullanılarak tespit edilmiş ve ana malzemelerin geri esneme davranışları referans alınarak çok katmanlı sac malzemeler değerlendirilmiştir. Sonuç olarak çok katmanlı sac malzemelerde geri esnemeye alüminyum 1030 alaşımının kullanılmasının olumlu etkisinin bulunduğu, C75 ve AISI 301 çeliklerinin ise geri esnemeyi arttırdığı tespit edilmiştir.
İnsansız hava araçlarında kullanılan pistonların malzeme ve kaplama özelliklerinin aşınma performansına etkisinin incelenmesi
İçerisinde insan olmaksızın uçuş yapabilen ve bir kontrol bağlantısı ile pilot tarafından kontrol edilen veya otonom operasyon planlaması ile uçurulan hava araçları İnsansız Hava Aracı (İHA) olarak adlandırılmaktadır. İnsansız Hava Araçları, ilk olarak elektrikli model uçaklar şeklinde ortaya çıkmıştır. Ülkemizde ise 1990'lı yıllarda modelcilik hobisi şeklinde başlayan İHA faaliyetleri, teknolojik gelişmelerin paralelinde ve ticari girişimler sonucunda, farklı kullanım alanlarına sahip ve ihracatı yapılan özel bir alana dönüşmüştür. İnsansız Hava Araçlarında, düşük ağırlıklı ve yüksek tork değeri üretilen içten yanmalı motorların kullanımı yaygın olmakla beraber günümüzde özellikle düşük irtifa (1000 – 2000 m arası) ve küçük ölçekli İHA üretiminde iki zamanlı içten yanmalı motorların yaygın olarak kullanıldığı gözlemlenmektedir. Bu çalışmamızda; Tersine Mühendislik ve Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılmak suretiyle en çok talep gören ve bu nedenle yurtdışından ithal edilen, ülkemizde ise üretimi bulunmayan iki zamanlı içten yanmalı düşük irtifa 61 cc İHA motorunun tüm metalürjik özellikleri üzerinde yerli ve milli olarak daha ekonomik bir bulut altı görev icra edilebilecek motor geliştirmek üzere inceleme yapılmıştır. Araştırma çalışmamızın sonucunda, tarafımızca gerçekleştirilen deney sonuçlarına göre ideal malzeme özellikleri tespit edilmiş ve ilk örnek 61 cc motor araştırmacılar tarafından üretilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen motorun uçuş testleri kanat açıklığı 3 metre olan bir İHA kullanılarak tamamlanmıştır. Neticeten bu araştırma ile üniversite – sanayi işbirliği kapsamında yerli ve milli özellik taşıyan, ithal motorlar ile rekabet edebilecek kalitede bir İHA motoru üretimi gerçekleştirilmiştir.
Alüminyum alaşımlarında homojenizasyon ısıl işleminin malzeme özelliklerine etkisi
6xxx serisi alüminyum alaşımları, ekstrüzyon sanayisinde kullanılan ve yaşlandırma ısıl işlemi uygulanabilen önemli alaşım grubudur. Yüksek ekstrüze edilebilirliği sayesinde kolay şekil alabilmektedir. Şekillendirilebilen alüminyum alaşımları genellikle ekstrüzyon öncesi homojenizasyon ısıl işlemine tabi tutulur. Malzemeye uygulanan homojenleştirme işlemi ile ürün yüzeyinin temiz olması, homojenleştirme sonrası uygulanan kontrollü soğutma ile de ekstrüzyon hızını belirleyen mikroyapının elde edilmesi sağlanmaktadır. Homojenleştirme işleminin amacı; dentritik yapıdaki konsantrasyon farklılıklarının giderilmesi, katılaşma esnasında oluşan kararsız fazların çözünmesi ve alaşımın ekstrüzyon ve haddeleme sırasında tane sınırını kontrol eden kararlı çökeltilerin oluşturulması, alaşım elementlerinin yapı için homojen olarak dağılmasını sağlamaktır. Alüminyum endüstrisinde, alüminyum alaşımlarının üretimi için kolay ve ekonomik olan direk soğutmalı döküm tekniği tercih edilmektedir. Bu tezde D.C döküm ile üretilmiş AA-6060 serisi Al billetlerin continious tipi homojenizasyon fırınlarında homojenizasyon ısıl işlemi yapılacaktır. Soğutma bölümünde fanların hızlarını değiştirmek suretiyle farklı soğuma hızları elde edilecek ve soğutma hızının malzeme özelliklerine etkisi incelenecektir. Mikroyapı için SEM ve optik mikroskop, faz analizi için XRD ve mekanik özellikler için de sertlik ve çekme testleri uygulanacaktır.
Alüminyum 6060 alaşımının üç nokta eğme yüklemesi altındaki karakteristiğinin farklı proses parametreleri ile deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Bu çalışmada, 6060 alüminyum alaşımı profil yapılarının üç nokta eğme yükü altındaki deformasyon davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu doğrultuda, özellikle otomobillerde çarpışmalara karşı güvenliği arttırmak amacıyla kullanılan çarpışma kritik profil yapılarının kullanımı incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında, yamuk ve elips olmak üzere iki farklı kesit geometrisine sahip olan AA6060 alaşımı 100mm, 160mm ve 200mm mesnet aralıkları ve 5mm ve 10mm zımba yarıçapları kullanılarak üç nokta eğme deneyleri gerçekleştirilmiştir ve deneysel çalışmalar sonucunda kuvvet-uzama eğrileri ile et kalınlığındaki değişimler deneysel olarak elde edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda mesnetler arası mesafeler arttığında malzemenin eğilmesi için gerekli olan kuvvetin daha az olduğu, kesit geometrilerinin farklılıkları nedeniyle yamuk profilin eğilmesi için gerekli olan kuvvetin elips profilli kesit geometrisine sahip profile göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci adımında ise Piecewise Linear Plasticity, 3-Parameter Barlat, σ- tabanlı Hill 48 ve r- tabanlı Hill-48 plastisite modellleri kullanılarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiş ve kuvvet-uzama eğrileri, kalınlık değerleri ve şekillendirilmiş ürün formları deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda ise kuvvet-uzama eğrilerinin ve ürün formlarının deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu tespit edilmiştir.
Lazer kaynaklı alüminyum alaşım bağlantıların kırılma mekaniği ve mukavemet açısından incelenmesi
Bu çalışmada, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, farklı kalınlıklara sahip, lazer kaynaklı 6013 alüminyum alaşımının çatlak ucu gerilme dağılımı araştırılmış ve elastik plastik kırılma tokluğu parametreleri belirlenmiştir.Bunun için, sonlu elamanlar yazılımı kullanılarak deneylerde kullanılan 6 ve 3,2 mm kalınlığa sahip kompakt çekme (C(T)-50) numuneleri modellenmiştir. Yapılan analizler sonucunda çatlak ucu gerilme dağılımı, çatlak ucu açılma yer değiştirmesi (CTOD, delta 5) ve J-integral değerleri tespit edilerek CTOD, delta 5-delta a ve J- delta a direnç eğrileri oluşturulmuştur. CTOD, delta 5-delta a direnç eğrileri deneysel olarak elde edilen direnç eğrileriyle, J-delta a direnç eğrileri ise formülasyonlardan elde edilen J-integral direnç eğrileri ile karşılaştırılmıştır. Mukavemet uyumsuzluğunun direnç eğrilerine olan etkisi tespit edilmiştir. Plastik dönme metodu ile elde edilen delta plastik dönme değerleri belirlenerek CTOD, delta 5 değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çatlak ucundaki maksimum gerilmenin her iki kalınlık değeri için de baz malzemede oluştuğu, sonlu elemanlar analizi ile elde edilen kırılma tokluğu parametrelerinin deneyler ve formülasyon ile elde edilen parametre değerleri ile iyi bir uygunluk gösterdiği ve CTOD ile J-integrali parametreleri kullanılarak elde edilen direnç eğrilerinin malzemenin çatlak ilerlemesine karşı gösterdiği direnci benzer biçimde karakterize edebildiği belirlenmiştir.