Microstructural origins of strain heterogeneity in formability of aluminum alloys

Sac metallerin şekillendirilmesinde, gerinim yerelleşmeleri ve takip eden boyun verme, genellikle kalınlık farklılıkları gibi geometrik kusurlar sebebiyle oluşur. İçyapısal heterojenlikler de gerinim yerelleşmelerinde rol oynar, ancak bunların etkileri makro ölçekteki şekillendirilebilirlik düşünüldüğünde ihmal edilir. Bu tez, içyapı unsurlarının aluminyum alaşımlarının gerinim yerelleşme davranışı üzerine etkilerini incelemiştir. Bu amaç için küçük ölçekli bir eşeksenli test cihazı ve numunesi kullanılmıştır. Özel numune tasarımı ve titiz numune hazırlama sayesinde elde edilen kalınlıktaki tutarlılık, boyun vermeyi bastırmış ve numunenin sabit gerinim izi altında kırılana kadar deforme olmasın izin vermiştir. Boyun vermenin yokluğunda, gerçek kırılma limitlerinin belirlenmesi mümkün olmuş ve şekillendirme limitleri bu tezde geliştirilen bir yöntem ile ölçülmüştür. Çok ölçekli gerinim haritaları, global ölçekteki gerinim yerelleşmelerinin kaynağının içyapı ölçeğindeki gerinim heterojenliği olduğunu ortaya çıkartmış ve içyapı kaynaklı yerelleşmelerin de aslında şekillendirmeyi sınırlandırabileceğini doğrulamıştır. Sonrasında, gerinim heterojeniğinden sorumlu içyapı unsurları belirlenmiş ve etkileri nitel ve nicel olarak saptanmıştır. Sonuçlara göre, asıl etki tane yönelimlerine ait olup, bunu tane boyu tekip etmektedir. Tane sınır açılarının gerinim dağılımına etkisi yoktur. Gerinim heterojenliklerinin yeri ve büyüklüklerinin nitelendirilmesi için bu çalışmada iki farklı model geliştirilmiştir. Modeller sadece global gerinim ve görece basit karakterizasyon teknikleri ile bulanan tane boyutu ve yönelimini parametre olarak kullanmıştır. Yüksek gerinim ve birçok tane içeren geniş görüş sahası altında yapılan deneyler ile karşılaştırıldığında, modeller gerinim heterojenliklerinin hem yerini, hem de bunlarda toplanan gerinimi başarı ile tahmin etmişlerdir.