AISI 1010 çeliğinin sabit mandrel ile soğuk boru çekme işleminde oluşan kalıntı gerilmelerinin deneysel ve sonlu elemanlar analizi

Bu tezde sabit mandrel ile boru çekme işleminin analizi ve boru cidarı içindeki kalıntı gerilmelerin ölçümleri yapılmıştır. AISI 1010 çelik boruları % 16 ve 23 kesit daralmalarında çekmek için kalıplar tasarlanmış ve mandreller imal edilmiştir. Boru çekme işlemi yağlı olarak zincir tahrikli soğuk çekme makinesi ile etkili bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Boru çekme işlemi sırasında karşılaşılan bazı çok yaygın kusurlar, düzensiz (non uniform), istenmeyen malzeme deformasyonlarıdır. Ürünün son kalitesine karar verebilmek için boru cidarı içindeki kalıntı gerilmesini belirlemek oldukça önemlidir. Bu çalışmada, kalıntı gerilmelerini ölçmek için farklı ölçüm metotları kullanılmıştır. Bunun yanında, kalıntı gerilmelerini ölçmek için borunun içinde tabaka kaldırma metodunu (RLM) kulanan yenilikçi bir teknik geliştirilmiştir. Borunun dış ve iç yüzeylerinde oluşan birim deformasyonlar frezede RLM yöntemi kullanılarak borunun iç ve dış yüzeylerinde sırasıyla ölçülmüştür. Tek yönde kalıntı gerilmesini belirlemek için yarma metodu (SM) kullanılırken boru cidarı içinde olduğu gibi, boru iç ve dış yüzeylerinin altında beş konumda kalıntı gerilmesini ölçmek için X-Işını kırınımı (XRD) kullanılmıştır. Yer değiştirmeye karşılık, çekme kuvvetini ve kalıntı gerilmelerini dış yüzeyden iç yüzeydeki bir mesafeye göre belirlemek için simetrik eksenli sonlu eleman modeli (FEM) geliştirilmiştir. Oluşturulan model çekme gerilmesinin azalmasına neden olan optimum çekme parametrelerini belirlemek için de iyileştirilmiştir. Deney sonuçlarının iyi bir uyum içinde olduğu ve boru cidarı içindeki kalıntı gerilmelerini ölçmek için ise RLM metodunun en iyi metot olduğu görülmüştür. Sonuçlar, R=16% ve 23% kesit daralmalarında borunun iç yüzeyinde kalıntı gerilmelerinin tamamen farklı olduğunu göstermiştir.