Mikroyapı
Bu konu başlığı altında 93 tez
Synthesis and characterization of vanadium oxide-silicon oxide composite coatings by sol-gel techniqe
Vanadium oxide has been widely studied due to its ability to undergo a reversible semiconductor to metal transition which gives the material its unique chromic and photocatalytic properties. Vanadium oxide is also known for its various applications in glass coating technologies, semiconductor industry, in batteries and as supercapacitors, catalysis, and optical switching devices. On the other hand, SiO2 coatings have unique properties such as adjustable refractive index, controllable microstructure, and good transmittance in the visible region; therefore they are used in many application areas such as microelectronics, optoelectronics, sensors, photo-catalysis, self-cleaning and solar energy technologies. In this study, a composite sol of vanadium oxide-silicon dioxide was prepared by using metal alkoxides as precursor, namely vanadium (V) oxytriisopropoxide for vanadium oxide and TEOS (tetraethyl orthosilicate) for silicon dioxide and V2O5-SiO2 coatings were successfully deposited on glass substrates by sol-gel dip coating technique. Microstructural analyses by SEM demonstrated the nanostructure of V2O5-SiO2 coatings deposited. XRD analyses revealed that the coating is amorphous at 300 °C and V2O5 phase obtained at 400 and 500 °C demonstrating that coatings are nanocomposites with crystalline V2O5 phase in the amorphous SiO2 matrix. Optical analyses showed that the transparency of the coatings increased with the increase in the annealing temperatures and the highest transparency of about 70% was obtained from the coating annealed at 500 °C.
Bakır ve alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesi ve kaynak parametrelerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin araştırılması
Bu çalışmada 3 mm kalınlığındaki bakır ve pirinç levhalar (bakır-bakır ve pirinç-pirinç) üç farklı devir (710-900-1120 d/d) ve ilerleme hızı (31,5, 40, 50, 80 mm/d) kullanılarak sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile birleştirilmiştir. Birleştirme işlemi dikey başlı üniversal freze tezgahı kullanılarak yapılmıştır. Kaynaklı numunelerin mekanik özelliklerini tespit etmek amacıyla çekme, eğme ve mikrosertlik deneyleri yapılmıştır. Ayrıca kaynak bölgelerinde mikroyapı incelemeleri ve yüzey pürüzlülük ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen deney sonuçlarına göre; Bakır ve alaşımları SKK ile başarılı bir şekilde birleştirilmiştir. Parçaların eğme, çekme ve mikro sertlik değerleri kaynak ısısı ve porozite miktarına bağlı olarak değiştiği tespit edilmiştir. Yüzey pürüzlülük değerleri ise düşük ilerleme hızlarında artmış ve yüksek ilerleme hızlarında ise azalmıştır.
Nimngafe mikro alaşımlarının üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, ark ergitme fırınında üretilen Ni50.52Mn9.03Fe11.93Ga28.52 ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 bulk alaşımlarının mikroyapısı, mekanik, termal ve manyetik özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca, elde edilen bulk alaşımlar mekanik öğütme ile farklı süreler boyunca öğütülerek, öğütme süresinin malzemenin manyetik özelliklerine etkisi de araştırılmıştır. Bulk alaşımların yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş ve iki alaşımında östenit ve martensit yapıdan meydana geldiği belirlenmiştir. Bulk alaşımların mekanik özellikleri Vickers sertlik testi ile belirlenmiş ve alaşımdaki Ga miktarı azaldıkça malzemenin sertlik değerinin arttığı görülmüştür. Termal özelliklerin belirlenmesi amacıyla oda sıcaklığı ile 600 °C aralığındaki sıcaklıkta gerçekleştirilen diferansiyel taramalı kalorimetri ölçümleri ile bulk alaşımların martensitik faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiştir. Geçiş sıcaklıkları As, Af, Ms ve Mf sırasıyla, Ni50.52Mn9.03Fe11.93Ga28.52 için 75.22, 94.60, 73.12 ve 64.61 °C, ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 için 145.01, 184.41, 132.55 ve 119.13 °C olarak bulunmuştur. Buna göre, Ga miktarının önemli ölçüde azalması ve Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 alaşımının valans elektron konsantrasyonunun daha büyük olması martensitik geçiş sıcaklığını arttırmıştır. Alaşımların manyetik özellikleri titreşimli numune manyetometresi ve oda sıcaklığında Mossbauer ölçümleri ile araştırılmıştır. Her iki bulk alaşım için elde edilen Mossbauer spektrumlarında bir sektet ve bir dublet yapı ortaya çıkmıştır. Sektet yapı ferromanyetik östenit fazın, dublet yapı ise paramanyetik martensit fazın bir göstergesidir. Ni52.27Mn11.66Fe13.25Ga22.83 alaşımında sektet yapı miktarı daha az çıkmıştır. Bu da taramalı elektron mikroskobu ve sertlik sonuçlarıyla örtüşmektedir. Mekanik öğütme ile 20, 50 ve 100 sa öğütülen parçacıklardan alınan Mossbauer spektrumlarında, 20 sa öğütme sonucu bulk alaşımlarda olduğu gibi bir sektet ve bir dublet oluşurken, 50 ve 100 sa öğütme sonucu buna ek olarak bir sektet ve bir dublet yapı daha ortaya çıkmıştır. Oluşan yeni sektetin küçük parçacıkların birbirleriyle hızlıca çarpışması sonucu ortaya çıkan yeni bir fazdan kaynaklandığı düşünülmektedir. Yeni gözüken dublet yapının ise parçacıkların tane boyutunun azalmasıyla ilişkili olan süperparamanyetizmadan kaynaklandığı düşünülmektedir.
Toz alev spreyleme yöntemi kullanılarak kaplanan farklı malzemelerin aşınma davranışlarının incelenmesi
Endüstrinin degismez malzemeleri alüminyum ve çelik, basta tasıtlar olmak üzere bir çok endüstri alanında kullanılmaktadır. Ancak alüminyum, düsük mukavemet ve asınma direncine sahip oldugu için tasıt motorları gibi asınmaya maruz kalan kısımlarda kullanılması tercih edilmemektedir. Alüminyum yerine çelik malzemeler tercih edilmektedir. Bu çalısmada, Alüminyum alasımı (Al 5754) ve Ç1030 çelik malzemeleri toz alev püskürtme yöntemiyle degisik tozlar kullanılarak kaplama islemi yapılmıstır. Yapılan kaplamaların yüzey pürüzlülügü, mikrosertligi, mikroyapısı ve asınma davranısı incelenmis ve sonuçları birbiri ile karsılastırılmıstır. Optik mikroskop çalısmaları sonucunda, kaplama tabakasındaki oksit, bosluk ve ergimemis partikül miktarı ve boyutunun altlık malzemenin yüzey özellikleri ile degismedigi tespit edilmistir. Mikroyapı sertligi ölçümlerinde, altlık malzemenin yüzey özellikleri ile degismedigi tespit edilmistir. Asınma deneyi çalısmalarında, sertlikle asınma miktarının orantılı oldugu ve Alüminyum alasımı (Al 5754) ile Ç1030 çeliginin asınma davranıslarının kaplamadan sonra aynı özellikler gösterdigi görülmüstür. Bu teknik ile agır malzemeler yerine, hafif ve asınma dayanımı yüksek, ekonomik kazanç saglayan dayanıklı ürünler elde etmek mümkündür. Anahtar Kelimeler: Asınma, Kaplama, Mikrosertlik, Mikroyapı, Toz Alev Spreyleme.
An investigation of mechanical, physical, and microstructural properties of full-scale soilcrete column in organic and clay soil
Jet grouting methods have recently become one of the soil enhancement technologies utilized to provide strength improvement and solve most problems of weak soils. In this study, a full-scale 1 m diameter and 5 m length soilcrete (SC) (jet grout) column was constructed in the organic soil with a water-to-cement ratio of 1 and 400 bar pressure injections. Besides that, SC column has been constructed with 1m depth in clayey soil regarding different pressure injections (300, 325, 350, 375, 400) bar and different rotations (25, 35, 45) rpm. A mechanical, physical, and microstructural investigation was performed on SC samples taken from six different depths (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5) m and at the same depth at five different locations, including the center for organic soil. For clayey soil, the observation of geomechanical properties of SC was taken according to different pressure, rotation parameters, and different location of specimens in grout column. Following tests are performed on each sample: strength characteristics in all conditions, water absorption, density, porosity, and surface friction between SC-soil samples. Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) were performed on selected samples to investigate microstructural variation of SC columns regarding all different parameters. The test results showed that the strength of SC varies with depth that exceeded 48%, and within the same depth, the variation is approximately 20% for organic soil, while for clayey soil, the strength decreased by 38% with increasing the pressure and decreased it (6%) with increasing rotations. Other properties (water absorption, density, porosity) also vary regarding all different parameters for both SC in organic and clayey soil. As well as, the surface friction angle of different types of soil-cement grout gains 42° for organic and its varies between 9°-to-19° for clayey soil. The theoretical part of this study is to predict the diameter of SC in both types of soils
Şerit hadde sonrası soğutma pratiğinin çelik mikroyapısı ve mekanik özelliklere etkisi
Sıcak haddeleme işlemi sonucu elde edilen malzemenin mikroyapısı ve mekanik özellikleri çeliğin kullanım alanına göre değişmekle birlikte çok önemli bir yere sahiptir. Malzemeden beklenen mekanik özelliklerin sağlanması ve istenilen mikroyapının eldesi ise büyük ölçüde çeliğin soğutulması ile sağlanmaktadır. Çolakoğlu Metalurji A.Ş. Sıcak Sac Haddehanesinde yapılan çalışmada, 4 farklı çelik kalitesi için farklı soğutma parametreleri belirlenmiş ve aynı kalite malzeme grupları için uygulanan farklı parametrelerin malzemenin mekanik özellikleri ve mikroyapısı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sıcak haddelenmiş malzemenin duşlu masada soğutulması ve bobin sarmada sarılması sonrası, malzemeden alınan test numuneleri bir dizi mekanik teste ve mikroyapı incelemesine tabi tutulmuştur. Testler sonucunda soğutma parametrelerindeki değişikliğin, malzemenin mekanik özelliklerinde ve mikroyapısında değişikliğe yol açtığı görülmüştür.
Çimento ve mineral katkı maddelerinin ikili, üçlü ve dörtlü kombinasyonlarını içeren beton numunelerinin bazı mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Bu doktora çalışmasında, portland çimentosu (CEM 1 42,5 R) ile uçucu kül (UK), silis dumanı (SD) ve granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) mineral katkı maddelerinin, ikili, üçlü ve dörtlü kombinasyonlarından üretilen farklı tasarımlardaki beton numuneleri 1, 3, 7, 28, 56, 90, 180 ve 360. günlerde basınç, eğilme dayanımı testine tabi tutulmuştur. Tüm karışımlar için su / bağlayıcı oranı 0,5 olacak şekilde sabit tutulmuştur. Yürütülen basınç ve eğilme dayanımı test sonuçlarına göre %5 SD+%10 UK+%10 GYFC ve %7,5 SD+%15 UK+%15 GYFC olan karışımların optimum dörtlü kombinasyon olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır. Mekanik deneylerin yapıldığı tüm karışımların 1, 3, 7, 28, 90, 180 ve 360. gündeki basınç ve eğilme dayanımları sonuçları her bir gün için ayrı ayrı karşılaştırılmış ve her gün için sonuçlar arasındaki korelasyon üssel olarak araştırılmıştır. Tüm yaşlar için determinasyon katsayısı (R2) 0,806 ile 0,99 arasında değişmiştir. Karışım tiplerine göre ikili, üçlü ve dörtlü bağlayıcılı sistemler için basınç dayanımı ve eğilme dayanımı ilişkisi üssel olarak araştırılmıştır. Tüm determinasyon katsayıları (R2) 0,969 ile 0,985 arasında bulunmuştur. Sonuç olarak basınç dayanımı ile eğilme dayanımı arasındaki ilişkinin bağlayıcı tipinden ziyade, kür süresinden daha fazla etkilendiği gözlemlenmiştir. Bu aşamadan sonra mekanik sonuçlara dayanarak optimum karışım olarak tespit edilen iki farklı reçeteden oluşan dörtlü kombinasyon beton numuneleri ile referans karışım üzerinde durabilite deneyleri yürütülmüştür. Bu kapsamda seçilen iki optimum beton karışımının ve referans beton karışımının MgSO4 çözeltisine direnç, NaSO4 çözeltisine direnç, basınç altında su işleme (permeabilite), klor iyonu difizyonu özellikleri incelenmiştir. Sülfat dirençlerine tayin deneyleri neticesinde numuneler basınç testine, ultrasonik hız testine ve ağırlık kaybı testlerine tabii tutulmuşlardır. Ayrıca bu numunelerin SEM (Scanning Electron Microscophe) ve XRD (X-Ray Diffraction) metodları ile 3, 7, 14, 28, 56, 90, 180 ve 360. günlerdeki iç yapılarının gelişimleri birbirleri ile karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Yürütülen durabilite deneyleri neticesinde, çimento yerine SD, GYFC, UK gibi mineral katkı ikame edilerek üretilen betonların, sadece CEM 1 42,5 R tipi çimento ile üretilen betonlara kıyasla dayanım özelliklerinin yanında dayanıklılık özelliklerinin de daha güçlü olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca mineral katkı ikameli beton karışımlarının daha ekonomik, çevre dostu ve sürdürülebilir olduğu sonuçlarına varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Minarel Katkı, Dayanım, Dürabilite, Mikro Yapı, Sürdürülebilirlik
Sürtünme kaynağı yapılmış farklı malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Günümüz endüstrisinde kullanılan malzeme çeşitlerinin artması ve ekonomik faktörlerin giderek önem kazanması farklı malzemelerin bir arada kullanılması gerekmektedir. Farklı metallerin birleştirilmesi genellikle katı hal kaynak yöntemleri ile yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri olan sürtünme kaynağı yöntemi ile farklı malzemelerin birleştirilmesinde, mekanik ve metalürjik özelliklerinde oluşan değişimler önemli olmaktadır.Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde kullanılan Ck 45 ve St 52-3 malzemelerinin sürtünme kaynağı ile kaynak edilebilirliği araştırılmıştır. Böylece maliyeti yüksek olan St 52-3 çeliğinin sarfiyatından tasarruf sağlanması amaçlanmıştır. Kaynak sırasında, kızılötesi sıcaklık ölçme cihazı ile yüzey sıcaklıkları ölçülmüştür. Birleştirilen numunelere çekme, izod darbe deneyleri uygulanmış, mikrosertlik ölçümleri yapılmış, mikroyapı ve kırılma yüzeylerinin SEM incelemeleri ve EDS analizi yapılarak mekanik ve metalürjik özellikleri saptanmıştır. Parametrelerden sürtünme süresi ve yığma basıncı artırılarak yapılan birleştirmede diğerlerine göre daha iyi bir birleşme kalitesi elde edilmiştir.Bunun sonucunda, farklı iki çeliğin sürtünme kaynağı ile yeterli bir şekilde birleştirilebileceği görülmüştür.
Alaşım elementlerinin magnezyumun mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Bazen özel nedenlerle, kalsiyum, stronsiyum, zirkonyum, kadmiyum, indiyum, gümüş, silisyum, berilyum, lityum, toryum ve kalayla da magnezyum alaşımları yapılır. Bu çalışmada AZ91 magnezyum alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine % 0,2-%0,8 oranlarında ilave edilen In ve Cd elementinin etkisi incelenmiştir. Bu alaşım elementlerinin ilave edilmesindeki amaç ise literatürde magnezyum alaşımlarının bu elementlerle yok denecek kadar az çalışma olması ve ayrıca In elementinin periyodik tabloda Al elementi ile aynı grupta, Cd elementinin Zn ile aynı grupta olmasından dolayı Al ve Zn elementlerinin Mg nin mekanik özelliklerini iyileştirdiği gibi bu elementlerinde aynı etkiyi yapabilecek olduğu düşüncesi olarak gösterilebilir. Deneysel çalışmanın ilk adımında AZ91 alaşımı alaşım elementleri eklenerek gravite yöntemiyle dökülmüştür ve döküm işlemi 700°C de gerçekleştirilmiştir. Dökülen magnezyum alaşım külçeleri metalografik ve mekanik testlere uygun bir şekilde işlenerek numune çıkarılıp, deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışamanın ikinci adımında yapılan metalografik inceleme için metal mikroskobu kullanılmış, ayrıca SEM-EDS çalışması yapılmıştır. Ayrıca fazların tayini için XRD çalışması da yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda In ve Cd elementinin ilavesiyle Mg17Al12 intermetalik fazının yapıda daha kopuk bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. In ilavesi ile tanelerin küçülme eğilimi gösterirken, Cd miktarı arttıkça tanelerin kabalaşmaya başladığı gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmanın üçüncü adımı olan mekanik testler adımında ise In ve Cd ilavesinin genel olarak AZ91 alaşımının sertliğini %5-%10 oranında arttırırken, Cd ilavesinin alaşımın akma gerilmesinde kayda değer bir değişiklik gözlenmemiştir. Fakat In ilavesinde alaşımın akma gerilmesinin %5-%10 oranında arttırdığı gözlemlenmiştir. % kısalmasında kayda değer bir değişiklik olmadığı gözlemlenmiştir.
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.
Sürtünme kaynağında kırılma davranışının incelenmesi
Günümüz endüstrisinde kullanılan malzeme çeşitlerinin artması istenen özelliklere göre ekonomik ve güvenli birleştirmeleri zorunlu hale getirmiştir. Farklı metallerin birleştirilmesi, genellikle katı hal kaynak yöntemleri ile yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri olan sürtünme kaynağı yöntemi ile farklı malzemelerin kaynağı mümkündür.Bu çalışmada, AISI 8620 yüksek alaşımlı çelik ve AISI 1040 karbon çeliklerinin sürtünme kaynağı ile kaynak edilebilirliği ve kırılma özellikleri araştırılmıştır. Sürtünme süresi, yığma basıncı gibi parametreler değiştirilmiştir. Böylece optimum kaynak parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kaynak sonrası numunelere çekme, izod darbe deneyleri uygulanmış, mikro yapı incelemeleriyle birlikte EDS analizleri yapılarak optimum kaynak parametreleri saptanmıştır.
AISI 420 paslanmaz çelik ve E360 çeliğinin sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliğinin incelenmesi
Kaynaklı birleştirme teknolojilerindeki gelişmeler ışığında, sürtünme kaynağı birçok sanayi ve endüstride geniş uygulama alanı imkânı bulmuş katı hal kaynak yöntemidir. Sürtünme kaynağı özellikle otomotiv, savunma sanayi, havacılık ve uzay endüstrilerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Geleneksel kaynak teknikleri ile birleştirilmesi güç ve problemli olan özellikle silindirik parçaların kaynaklarında başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Alüminyum–çelik, alüminyum–bakır, çelik–seramik, alüminyum–seramik gibi malzemeler, bu yöntemle birleştirilebilir. Bu yöntem malzemelerin tam ergime oluşmadan birleştirilmesine olanak sağlar ve avantaj oluşturur. Mekanik ve fiziksel özellikleri farklı olan iki metal malzeme kusursuz bir şekilde birleştirilebilir. Aşınmanın, yorulmanın ve mekanik diğer zorlamaların çok olduğu birçok makine parçası imalatında sürtünme kaynağı başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Deniz suyu altında çalışacak olan bir su pompası fanı için aşınmanın çok olduğu yerde aşınmaya dayanıklı malzeme kullanmak (paslanmaz, titanyum vb.), diğer kısımda ise normal kalite (S235, S355 vb.) bir malzeme kullanmak imalatı olumlu yönde iyileştirebilmektedir. Bu iyileşme çalışma performansı olarak daha sonrada mevcut imalatın maliyeti olarak kendini gösterecektir. Bu çalışmada farklı özelliklere sahip 20 mm çapında AISI 420 ve E 360 çeliği sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde devir sayısı, sürtünme basıncı, sürtünme süresi gibi parametreler literatür çerçevesinde değerleri değiştirilerek farklı mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip birleştirmeler elde edilmiştir. İncelemeler sonucunda iki farklı malzeme türünün boşluksuz olarak birleştiği ve parametrelerin birleşme kalitesinde önemli role sahip olduğu tespit edilmiştir. Farklı özelliklere sahip çelik alaşımlarının sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde uygun parametrelerin kullanılarak kaynak kalitesini artırmanın mümkün olduğu görülmüştür.
Kriyojenik işlemin AISI 431 paslanmaz çeliğinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğinin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine sığ ve derin kriyojenik işlemin etkileri araştırılmıştır.Çelik numuneler öncelikle 980 °C'de 30 dakika bekletildikten sonra yağda soğutulmuş ve ardından 650 °C'de 2 saattemperlenmiştir. Bu işlemin ardından çelik numuneler üzerine -80 °C'de 12 saat (SKİ12T) ve 24 saat (SKİ24T) süre ile sığ kriyojenik işlem, -180 °C'de 6 saat (DKİ6T), 12 saat (DKİ12T), 18 saat (DKİ18T), 24 saat (DKİ24T) ve 36 saat (DKİ36T) süre ile derin kriyojenik işlem uygulanmıştır.Geleneksek sertleştirme ısıl işlemi uygulanmış numuneye kıyasla 200 °C'detemperlenmiş numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,89, %1,44, %6,95 ve %62 oranlarda arttığı gözlenmiştir. 300 °C'detemperlenmiş numunelerin işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,52, %1,18, %7,03 ve %56 oranlarda arttığı görülmüştür. 200 °C'de temperlenmiş numunelerin genel olarak daha iyi mekanik özellikler sergilediği tespit edilmiştir. Diğer kriyojenik işlem uygulanmış tüm numunelere 200 °C'de 2 saat süre ile temperleme işlemi uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda, farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış numunelerde işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinde artış olduğu ve bu artışların her iki kriyojenik işlem türünde de bekletme sürelerinin artmasıyla doğru orantılı olduğu görülmüştür. İşlemsiz numuneye kıyasla SKİ24T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,37, %1,59, % 7,11 ve %78 oranlarda artmıştır. İşlemsiz numuneye kıyasla DKİ36T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,87, %1,66, %8,17 ve %88 oranlarda artmıştır. Çalışma sonucunda her iki kriyojenik işlem türü ve tüm bekletme sürelerinin işlemsiz numuneye kıyasla mekanik özelliklerde artış sağladığı görülmekle beraber derin kriyojenik işlemin daha üstün mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir.Mikroyapısal incelemelerde, tüm numuneler için kalıntı östenitli bir çıta tipi martenzit yapı oluştuğu görülmüştür. Bununla birlikte kriyojenik işlem uygulanmış numunelerdeki martenzitik çıtalar işlemsiz numuneye kıyasla daha küçüktür. En yüksek mekanik özellikler 36 saat süre ile uygulanan derin kriyojenik işlem ile elde edilmiştir. Çalışmada kriyojenik işlemin AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğin diğer mekanik özelliklerinde (sertlik, çekme ve akma) artış sağlamakla birlikte özellikle aşınma direncinde belirgin bir artış sağladığı görülmüştür. Anahtar sözcükler:AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliği, Derin kriyojenik işlem, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Sığ kriyojenik işlem
Diatomit ve pomza ikameli çimentoların hidratasyon reaksiyonlarının ve yüzey özelliklerinin spektroskopik yöntemlerle araştırılması
Ülkemizde ve dünyada gün geçtikçe artan çevre kirliliği ve küresel ısınma çimento teknolojisinde yeni ürün geliştirme çalışmalarının artmasına sebep olmaktadır. Söz konusu bu yöntemlerden biri de çimentoya doğal ya da yapay puzolanik malzemelerin ikamesidir. Yapılan bu çalışmada ülkemizde ciddi miktarda rezervi olan diatomit ve pomza kullanılmıştır. Günümüze kadar yapılan çalışmalar puzolonik malzemelerin, beton ve çimentoların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde pozitif etkilerinin olduğunu göstermektedir. Ayrıca puzolonik malzemelerin üretimde kullanılması ile çevre kirliliği azaltılmakta ve enerji kaynakları da korunmaktadır. Literatür incelendiğinde genellikle çimentodan daha ince bir yapıya sahip olan pomza ve diatomitin çimento ve beton teknolojisinde kullanımı ile geçirimliliği azalttığı dolayısı ile pozolonik özelliğine de bağlı olarak dayanım ve dayanıklılık özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Çalışmada öncelikle hammaddelerin fiziksel, kimyasal, mineralojik ve mikro yapısal özellikleri belirlenmiştir. Sonrasında referans olarak CEM I 42.5 R tipi Portland çimentosuna, %10 ve %20 oranlarında diatomit ve pomza ayrı ayrı; %5 ve %10 pomza ve diatomit birlikte ikame edilerek 7 farklı çimento elde edilmiştir. Bunlarla üretilen çimento harçlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde basınç dayanımları, ayrıca hazırlanan çimento hamurlarının su ihtiyacı, priz süreleri ve genleşme değerleri belirlenmiştir. Bunun yanı sıra hazırlanmış çimento hamurlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde hidratasyon reaksiyonunu tespit edebilmek için XRD, FT-IR, DTA-TGA ve SEM yöntemleri kullanılmıştır. İlaveten hammaddelerin yüzey özellikleri belirlenerek aralarındaki uyumun anlaşılması için zeta potansiyel ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tüm veriler sonucunda diatomit ve pomzanın ayrı ayrı ya da birlikte çimento içerisine ikamesi ile meydana gelen reaksiyonlar tespit edilmiştir. Bu analizlerden XRD, FT-IR ve DTA-TGA sonuçları, hem sadece pomza, diatomit, hem de pomza ve diatomit içerikli çimentonun 90. günde yüksek bir hidratasyon derecesine sahip olduğunu ve bu hidratasyonun devam edeceğini göstermektedir. Ayrıca 90. günde bu çimentoların kimyasal olarak bağlı su içeriğinin PÇ ile aynı, hatta bir miktar üzerinde oluştuğu belirlenmiştir. Bununla birlikte SEM görüntüleri bu çimentoların hidratasyon yaşı arttıkça çok daha yoğun bir mikro yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuçlar, puzolanik malzemelerin erken yaşlarda, harçların basınç dayanımını düşürdüğünü göstermiştir. Ancak 28. günde PÇ 42.5 R tipi çimentonun minimum mukavemet değerlerinin üzerinde basınç dayanımına ulaşılmış, 90. günde ise hem %10 pomza ikameli hem de %5+5 pomza ve diatomit ikameli harçların basınç dayanımı değerlerinin referans harçtan daha yüksek elde edildiği tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Diatomit, Pomza, Hidratasyon, Termal analiz, Mikro yapı.
Sığ ve derin kriyojenik işlemin CPOH takım çeliğinin aşınma ve darbe performansına etkisinin incelenmesi
CPOH soğuk iş takım çeliği; plastik ve sac metal kalıpları, ovalama makaraları ve yonga bıçakları gibi yüksek aşınma ve darbe dayanımı gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Endüstride geniş bir kullanım alanına sahip olan CPOH soğuk iş takım çeliği hakkında, literatürde sınırlı sayıda araştırma yapıldığı görülmektedir. Bu çalışma ile derin ve sığ kriyojenik işlem uygulanan CPOH soğuk iş takım çeliğinin mikroyapısı ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler araştırılmıştır. Deney numuneleri sadece geleneksel ısıl işlem uygulanan ''CHT'' 18 saat bekleme süresinde ve -80 °C sıcaklıkta sığ kriyojenik işlem uygulanan ''SCT-18'' 18 ve 36 saat bekleme sürelerinde -196 °C sıcaklıkta derin kriyojenik işlem uygulanan ''DCT-18'' ve ''DCT-36'' olmak üzere 4 farklı grupta sınıflandırılmıştır. Kriyojenik işlem uygulanan numunelere 200 °C sıcaklıkta 2 saat boyunca temperleme işlemi yapılmıştır. Numunelerin mikro sertlik, makro sertlik, aşınma dayanımı darbe enerjisi ve mikro yapıları incelenmiştir. CPOH takım çeliğine uygulanan kriyojenik işlem neticesinde makro sertlik değerinde %1,1 ve mikro sertlik değerinde ise %2,17 olmak üzere en fazla oransal artış SCT-18 deney numunesinde ölçülmüştür. Kriyojenik işlem uygulanan SCT-18, DCT-18 ve DCT-36 isimli deney numunelerinin sürtünme katsayısı değerlerinde sırasıyla %13,47, %11,77 ve %3,71 oranında iyileşmeler meydana gelmiştir.
AZ63 magnezyum alaşımlarının kriyojenik işlem sonrası mekanik özelliklerinin ve korozyon dayanımının incelenmesi
Magnezyum, tüm tasarım metallerinden en hafif olanıdır. Plastik bir materyal gibi hafif ve aynı zamanda metal gibi serttir. Yüksek spesifik tokluk ve sertlik, iyi işlenebilirlik, kaplanabilirlik kabiliyeti ve bilinen yöntemlerle kaynak yapılabilirliği, endüstri için cazip hale gelmiştir. Çağımızın en yeni metali olan magnezyumun kullanımı endüstri ve teknolojideki gelişmelere paralel olarak artmaktadır. Hafifliği, dayanıklılığı ve uzun ömrü nedeniyle endüstride kullanım yeri bulmaktadır. Otomobillerde Mg alaşımlarının kullanılması yakıt verimliliğini arttırmakta ve araç ağırlığını azaltarak emisyonları azaltmaktadır. AZ63 alaşımı yaygın kuma döküm anot malzemesi olarak kullanıldığı için diğer magnezyum alaşımlarından daha ucuz bir malzemedir ve çentik darbe dayanımı çoğu magnezyum alaşımından yüksek olmasına karşın çekme dayanımı ve elastik modülü otomotiv, havacılık sanayinde kullanılan AZ91 alaşımı ile benzerlik taşımaktadır. AZ63 alaşımının kuma döküm yöntemi ile kolay eldesi ve gelişmiş magnezyum alaşımlarına kıyasla benzer özellikler taşıması bu alaşımı cazip hale getirmektedir. Magnezyum-alüminyum alaşımları için daha önceden yapılmış olan aşınma, korozyon ve mekanik özelliklerinin incelenmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar genellikle ya deney ortam sıcaklıkları değiştirilerek ya da kaplama yapıldıktan sonra incelenmiştir. AZ63 alaşımı için literatürde çok fazla çalışma olmamasına karşılık AZ63 alaşımı için kriyojenik işlem çalışması literatürde bulunmamaktadır. Magnezyum alaşımlarının kullanımını kısıtlayan en büyük etken, korozyon direncinin düşük olması ve yüksek yükler altında aşınma kararlılığının bozulmasıdır. Bu sebeplerden dolayı da özellikle otomotiv endüstrisinde bu özellikler sorun haline gelmektedir. Bu çalışma neticesinde AZ63 magnezyum alaşımlarının korozyon dayanımı ve yüksek yük altındaki aşınma dirençlerini iyileştirerek daha fazla endüstriyel uygulamalarda kullanılabilmesi hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında AZ63 magnezyum alaşımlarının ilk döküm aşamasında, homojenleştirme tavlaması, çökelme sertleşmesi ve kriyojenik işlem süreçlerinde sertlik değerlerine, korozyon dayanımına ve mikro yapısal özelliklerine bakılarak malzeme özelliklerindeki iyileştirmelerin karşılaştırılmaları yapılmıştır. Mikroyapıdaki faz dağılımları arttığından ve tane boyutu küçüldüğünden dolayı sertlik değerleri ile birlikte uzama değerleride artmıştır. Mikroyapıdaki ikincil fazların ortaya çıkması ile birlikte de malzemenin korozyon direncinde önemli artışlar gözlemlenmiştir. Anahtar sözcükler: Korozyon, Kriyojenik, Magnezyum, Magnezyum Alaşımları, Mikroyapı.
Termal bariyer kaplı bir dizel motorda biyodizelin yanmaya olan etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, TS EN 14214 standartlarına uygun olan ayçiçeği yağı metil esterinden elde edilen biyodizel yakıtların termal bariyer kaplı(TBK) dizel motorlar için alternatif bir yakıt olarak kullanılabilirliği deneysel olarak incelenmiştir. Bunun için, tek silindirli bir dizel motorun yanma odası elemanları olan piston, silindir kapağı ve supaplarının yüzeyleri plazma sprey yöntemi ile 250 µm kalınlığında seramik kompozit Al2O3-ZrO2 (%20-%80) ana kaplama malzemesi ve 100 µm kalınlığında NiCrAl ara tabaka malzemesi ile kaplanmıştır. Biyodizel yakıt, rafine edilmiş ayçiçeği yağından transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiştir. Ayçiçeği yağı metil esteri, B0, B6, B12 ve B25 yakıt karışımlarını elde etmek içinhacimsel olarak %0, %6, %12 ve %25 oranlarında standart dizel yakıtı ile karıştırılmıştır.B6, B12, B25 biyodizel yakıtları ve B0 yakıtı, tek silindirli standart (STD) ve TBK'lı dizel motorunda tam yük altında ve 1400 d/d, 1800 d/d, 2200 d/d, 2600 d/d ve 3000 d/d devir sayılarında yanma karakteristiklerine olan etkileri incelenmiştir. Silindir basıncı, ısı açığa çıkış oranı, basınç artış oranıve kümülatif ısı yayılımına ait verilerin alınmasında LabVIEW tabanlı Febris yanma analizi yazılımı kullanılmıştır. Maksimum silindir basıncı; TBK'lı motorda, 1400 d/d'de KB12 yakıtı ile ÜÖN' dansonra4° de 83,65 bar olarak elde edilmiştir. Deney yakıtlarının TBK'lı motorda kullanılmasıyla artan sıcaklığa bağlı olarakmaksimum silindir içi gaz basınç değerlerinin, STD motordan elde edilen maksimum silindir içi basınç değerlerine göre arttığı belirlenmiştir. Hem TBK'lı hem de STD motorda elde edilen maksimum silindir içi gaz basınç değerleri ÜÖN'dan sonra meydana gelmiştir. Maksimum ısı çıkış oranı STD motorda 1400 d/d'de B0 yakıtı ile ÜÖN' dan 6° önce 45,53 J/°KA oluşmuştur. Ayrıca, B0 (standart dizel), B6 ve B12 yakıt karışımları, TBK'lıyüzeylerde, aynı şartlar altında 50 saat süre ile dizel motorda test edilmiştir. Seramik kompozit ana kaplama malzemesi ile kaplanan pistonların SEM görüntüleri ve EDS analiz sonuçları incelendiğinde, kaplama malzemesinin oldukça homojen bir şekilde yüzeylere nüfuz ettiği, çalışma sırasında yüzeylerde herhangi bir bozulmaya meydan vermeden yüksek performans ile çalışmaya imkan sağladığı görülmüştür.
The effect of alloy composition on microhardness and electrochemical corrosion on Ni-Ti-Nb shape memory alloys
This theis investigated the effects of four varying quantities of niobium (Nb) on some physical and chemical properties of Ni-Ti alloy. The effect of thermal cycling at various temperatures on some thermodynamic parameters was also evaluated.The sample manufacturing procedure was carried out using the Induction melting furnace. The effect of the Nb additive on transformation temperatures and different thermal parameters of Ni-Ti-Nb SMAs was investigated using differential scanning calorimetry (DSC) with different heating rates. SEM was also used to investigate the microstructural properties of materials, and the Vickers microhardness technique was performed to evaluate the microhardness of all samples. Both Nb additive and thermal cycling decreased transformation temperatures and other thermodynamic parameters such as enthalpy change, entropy change, elastic energy, and Gibbs free energy, but it increased the temperature hysteresis of the martensitic phase transformation. The addition of Nb decreased the activation energy while increasing the microhardness of the Ni-Ti-Nb alloy. The corrosion resistance test results also showed that Nb has a positive effect on improving Ni-Ti alloy biocompatibility by increasing the corrosion resistance of the SMAs.
Orta manganlı ileri yüksek mukavemetli çeliklerde krom ilavesinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
Yirminci yüzyılın sonlarından itibaren otomotiv sektörünün öncelikleri değişmiş, yakıt tüketimi ve yolcu güvenliği gibi etkenler otomobillerin tasarımında belirleyici rol oynamıştır. Bu faktörler, yeni çelik türlerinin geliştirilmesini mecbur kılmış ve yüksek mukavemet ve gelişmiş uzama kabiliyeti gösteren ileri yüksek mukavemetli çelikler geliştirilmiştir. Sektörün artan talepleri ve katı güvenlik kuralları, zaman içerisinde yeni AHSS türlerine olan gereksinimi arttırmış ve çelik endüstrisini yeni nesil AHSS türlerini üretmenin yollarını bulmaya itmiştir. Geliştirilen bazı çelik türleri, sektörün taleplerine karşılık vermiştir. Yeni nesil AHSS olabilecek bu çelik türlerinden biri de, orta manganlı çeliklerdir. Bu çalışma orta manganlı çeliklerde krom (Cr) ilavesinin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini belirlemek amacı ile gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, farklı oranlarda Cr içeren (ağırlıkça % 0, 0.4, 0.8, 1.2) dört ayrı orta manganlı çelik plaka dökülmüş, bu plakalar sıcak dövme yöntemi ile sac formuna getirilmiştir. Bu saclardan alınan numunelere farklı ısıl işlem prosesleri uygulanmış, kritik tavlama sıcaklığı (650, 675, 700 ve 800 °C), kritik tavlama süresi (30, 60 dakika), soğutma ortamı (su ve hava), temperleme sıcaklığı (200, 250, 300 °C) ve temperleme süresi (20, 40, 60 dakika) gibi ısıl işlem parametreleri ile bu prosesler geniş bir şekilde ele alınmıştır. Optik mikroskop (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile numunelerdeki mikroyapısal farklılıklar incelenmiş, X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) analizlerinden elde edilen veriler kullanılarak kalıntı östenit fazının bileşimi ve hacimsel oranları hesaplanmıştır. Çekme ve sertlik testleri ile belirlenen mekanik özellikler, numunelerin mikroyapıları ile ilişkilendirilerek yorumlanmıştır. Son olarak çekme numunelerinin kırılma yüzeylerinden alınan SEM mikrografları ve makro görüntüler ile kırılma davranışları incelenmiştir. Elde edilen bulgular, düşük oranlardaki Cr ilavelerinin orta manganlı çeliklerde kalıntı östenit fazının termal kararlılığını arttırdığını ve mukavemet-uzama kombinasyonunu geliştirdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, kritik tavlama işleminin gelişmiş özellik kombinasyonu için oldukça belirleyici olduğu görülmüş, en iyi mekanik özellik kombinasyonları 650 °C'de tavlanan %1.2 Cr ilaveli numunelerde elde edilmiştir (⁓ 32 GPa.%). Kırılma yüzeylerinden alınan görüntülerde ise soğutma ortamının kırılma davranışı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Bu kapsamda, hava ortamında soğutulan numunelerde kırılmanın karma formda gerçekleştiği gözlemlenmiş ve suda soğutulan numunelerde gevrek kırılma mekanizmasının daha etkin olduğu tespit edilmiştir.
Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin ti-6Al-4V alaşımının delinebilirliği üzerindeki etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, Ti-6Al-4V titanyum alaşımının delinmesinde kesme parametreleri, kesme şartları ve kesici takımlara uygulanan işlemlerin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü, delik çapı, dairesellik ve silindiriklikten sapma ile takım aşınması ve takım ömrü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN/TiN kaplı M42 HSS ile tungsten karbür matkaplar kullanılmıştır. Her iki kesici takım malzemesinde de kaplamasız takımların bir kısmına -145 oC'de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik işlem diğer bir kısmına ise kriyojenik işlem ardına 200 oC'de iki saat bekletmek suretiyle temperleme işlemi uygulanmıştır. Dolayısıyla her kesici takım malzemesinden kaplamasız, TiAlN/TiN kaplı, kriyojenik işlem uygulanmış (Kİ) ve kriyojenik işlem ardına temperleme işlemi uygulanmış (KİT) olmak üzere dört farklı takım test edilmiştir. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak HSS ve tungsten karbür takımlar için ayrı ayrı belirlenen dört farklı kesme hızı ve üç farklı ilerleme hızı kullanılmıştır. 5 mm çapında matkaplarla kuru ve ıslak kesme şartları altında CNC dik işleme merkezinde 15 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmiştir. Ayrıca kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına uygulanan temperleme işleminin işlemsiz takımlara göre mikroyapıda meydana getirdiği değişimleri belirlemek amacıyla SEM analizleri yapılmıştır.Mikroyapı incelemeleri, HSS takımlara uygulanan kriyojenik işlemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl işlem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martensite dönüştürdüğünü göstermiştir. Ayrıca kriyojenik işlem sonrası yapılan temperleme işlemi ile küçük ikincil karbürlerin yoğunluğunun arttığı görülmüştür. Tungsten karbür takımlarda ise kriyojenik işlem ve temperleme işlemi eta karbürlerinin yoğunluğunu artırmıştır. Mikroyapıdaki bu değişimler kesici takımların sertlik ve aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıştır.Delme deneyleri sonucunda, soğutma sıvısı kullanımının kesme kuvvetleri ve moment dışındaki tüm deney çıktıları üzerinde olumlu etkilere sahip olduğu görülmüştür. Özellikle her iki kesici takım malzemesinde de takım ömründe önemli artışlar sağlamıştır. Hem HSS hemde tungsten karbür takımlar için delik kalitesi ve takım ömrü açısından en iyi sonuçlar TiAlN/TiN kaplı takımlardan alınmıştır. Kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardına yapılan temperleme işleminin HSS ve tungsten karbür takımların işleme performansını arttırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüştür. Islak kesme şartlarında KİT HSS ve tungsten karbür takımlar işlemsiz takımlara göre takım ömründe sırasıyla %87 ve %83 ömür artışı sağlamıştır. İşleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik işlemin HSS takımlar üzerindeki etkisinin karbür takımlara göre daha fazla olduğu görülmüştür.
Tenorit ince filmlerinin büyütülmesi ve fiziksel özelliklerine ısıl işlem etkisinin incelenmesi
Bu tezde, tenorit (kuprik oksit, CuO) ince filmler, 200 oC'lik sabit bir alt yapı sıcaklığında, 10 ve 15 mTorr'luk farklı toplam gaz basınçları altında, reaktif radyo frekans (RF) magnetron sıçratma tekniği ile cam alt yapılar üzerine büyütüldü. Tenorit ince filmler, farklı tavlama şartlarında, hava ortamında tavlandı. Filmlerin yüzey morfolojisi, bileşimi, kristal yapısı ve optik özellikleri üzerine toplam gaz basıncının, tavlama sıcaklığının ve zamanının etkisi, Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Enerji Ayırımlı X-Işını Spektroskopisi, X-ışınları Difraksiyonu (XRD) ve UV/VIS Spektroskopisi ile karakterize edildi. Gaz basıncının artmasıyla, film büyütme hızının ve tane boyutunun azaldığı görüldü. Filmlerin yüzey morfolojisinin, tavlama şartlarından dolayı değiştiği gözlemlendi. SEM görüntüleri, filmlerin yüzeylerinin, rasgele dağılmış tanelerden ve boşluklardan oluştuğunu açığa çıkardı. XRD çalışmalarından, büyütme ve tavlama şartlarına göre, bakır oksit ince filmlerin ikinci bir faza sahip olmadığı belirlendi. EDX sonuçları da, polikristal filmlerin bileşiminin ve tek CuO fazının, tavlama şartları tarafından etkilenmediğini açığa çıkardı. Tüm filmler, yansıma düzleminde iyi bir kristalleşme sergiledi. Artık gerilmeden dolayı, difraksiyon piklerinin konumlarında kaymalar gözlemlendi. Geçirgenlik spektrumlarından, 400 nm'den 800 nm'ye uzanan görünür ve yakın-kızılötesi bölgede, filmlerin, yüksek bir ışık soğurumuna sahip oldukları belirlendi. Gaz basıncının 10 mTorr'dan 15 mTorr'a artırılmasıyla, optik bant aralığının (Eg) 2,244 eV'tan 2,299 eV'a arttığı bulundu. Gaz basıncı arttıkça, filmlerin soğurma kenarının, daha düşük dalga boyuna ve daha yüksek enerjiye kaydığı da bulundu. İlaveten, termal işlemlerin etkisiyle, filmlerin soğurma kenarı daha yüksek dalga boylarına kaydığı için optik bant aralığı azaldı.
Sürtünme kaynağı ile birleştirilmiş AISI 2205/AISI 1020 malzeme çiftinin mikroyapı ve yorulma davranışının araştırılması
Farklı bileşime sahip iki metalik malzemenin geleneksel ergitme yöntemleri ile birleştirilmesi güç ve problemlidir. Ayrıca, metalik malzemelerin ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi durumunda, birleşme bölgesinde meydana gelen yapısal değişim ve işlem şartlarına bağlı olarak malzeme ve yerel geometrik etkilerin oluşturduğu süreksizliklerde meydana gelen yüksek gerilmeler, kaynaklı bağlantıların hasar sürecinde önemli rol oynamaktadır. Bununla birlikte kaynaklı bağlantılarda oluşan hasarlar incelendiğinde, büyük çoğunluğunun yorulma zorlanmaları ile kaynak bölgesinden başlayarak meydana geldiği bilinmektedir. Bu nedenle kaynaklı bağlantıların yorulma dayanımlarının tespit edilip uygun parametrelerle imalat yapılması özel önem arzetmektedir.Bu çalışmanın hedefi; kendi sınıfında en yaygın kullanım alanına sahip AISI 2205 dubleks paslanmaz çelik ile kaynak kabiliyeti yüksek ve aynı zamanda uygun fiyat avantajı sunan düşük karbonlu AISI 1020 çelik çifti farklı işlem parametreleri kullanılarak katı hal kaynak yöntemlerinden biri olan sürekli tahrikli sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Elde edilen bu kaynaklı bağlantılara döner eğmeli yorulma testi ve çekme testi uygulanarak hasar süreçlerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, kaynaklı bağlantıların hasar sürecinde ortaya çıkan olumsuzlukları minimize etmek için gerekli işlem parametreleri optimize edilmiştir. Mikroyapı ve mekanik test sonuçları, literatür ışığında değerlendirilerek üretim parametrelerinin bu iki malzeme çiftinin sürtünme kaynağı ile birleştrilebilirliği üzerine olan etkileri incelendiğinde; uygun seçilmiş devir sayısı, sürtünme basıncı ve sürtünme süreleri kullanılarak kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir.Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde güncel çalışmanın literatürdeki yeri ve öneminden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde sürtünme kaynak yöntemi, paslanmaz çelikler ve metalik malzemelerde yorulma olayı hakkında genel bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde deneysel çalışma yöntemi ele alınmıştır. Beşinci bölümde deneysel çalışma sonuçları incelenmiş ve yorumları yazılmıştır. Altıncı bölümde genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.
Hidrojen gazı ile oksi-gaz kaynak tekniğinde kaynak yapılan çelik ve alüminyum levhaların birleştirme özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada hidrojen gazı ile oksi ? gaz kaynak tekniğinde kaynak yapılan çelik ve alüminyum levhaların birleştirme özellikleri incelenerek, hidrojen gazının kullanılabilirliğinin gösterilmesi amaçlanmıştır.Oksi ? Gaz kaynağında yanıcı gaz olarak hidrojen ve asetilen gazları kullanılarak 1,5 mm kalınlıkta St 37 çelik ve 3 mm kalınlıkta 1100 serisi alüminyum malzemelere yatayda alın birleştirme yöntemi ile 80 mm uzunluğunda dikişler çekilmiştir. Her iki kaynak yönteminde de kaynak hızları (115 mm/dak) ve üfleç büyüklükleri (2 numara) aynı seçilmiş, kaynaklı birleştirmeler aynı kaynakçı tarafından gerçekleştirilmiştir.Kaynaklanan malzemelerin çekme deneyleri ile mikro sertlik testleri gerçekleştirilmiştir. Numunelerin mikroyapı incelemeleri optik mikroskopta gerçekleştirilmiştir. Hidrojen gazı kullanılarak kaynaklanan numunelerle asetilen gazı kullanılarak kaynaklanan numuneler arasında akma, çekme, kopma ve yüzde uzama miktarları gibi çekme değerleri ile sertlik sonuçları ve mikroyapı karşılaştırmaları yapılmıştır.Yapılan deneysel çalışmalarda oksi asetilen alevi ile yapılan birleştirmelerde çelik malzemeler için akma dayanımlarının oksi hidrojen alevi ile yapılan birleştirmelere göre % 8 ? 10, Alüminyum malzemeler için oksi hidrojen alevi ile yapılan birleştirmelerin akma dayanımlarının oksi asetilen alevi ile yapılan birleştirmelere göre % 1,4 ? 5 oranında daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Mikro sertlik ölçümlerinde ise oksi asetilen alevi ile yapılan birleştirmelerde sertlik alınan bütün bölgelerde (ana metal, ITAB ve kaynak metali) sertlik değerlerinin oksi hidrojen alevi ile yapılan birleştirmelere göre çelik malzemelerde daha yüksek, alüminyum malzemelerde ise daha düşük olduğu tespit edilmiştir.
Bakır ve alaşımlarının sert lehiminde farklı kimyasal kompozisyonlara sahip ilave tellerin bağlantının mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi
Bu çalışmada, ticari saflıkta (%99,5 Cu) bakır alaşımı levhalar 4 farklı lehim alaşımı kullanılarak alın alına ve bindirme şeklinde oksi-gaz üfleci ile sert lehimleme yapılarak, lehimleme kabiliyeti, mikroyapı ve mekanik özelliklerdeki değişim araştırılmıştır. Ayrıca farklı lehim alaşımlarının ıslatma kabiliyetlerinin farklı birleştirme tasarımlarına olan etkileri karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmaların sonucunda alın alına birleştirmelerde kullanılan L-CuZn39Sn sert lehim telinin gözenekliliğe sebep olarak mekanik özellikleri olumsuz yönde etkilediği. Aynı sert lehim teliyle yapılan bindirme birleştirmelerde ise mekanik özelliklerin, diğer sert lehim telleriyle yapılan birleştirmelere benzer özellik gösterdiği tespit edilmiştir. L-CuNi10Zn42 ve L-CuZn40 sert lehim telleriyle yapılan bindirme birleştirmelerde, difüzyonla tane birleşmelerinin çok iyi olduğu belirlenmiştir.