Ti-6Al-4V alaşımının hasar durumunun deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Bu tez çalışmasında Ti-6Al-4V alaşımlı sacın çekme testi ve Hidroşekillendirme (HŞ) prosesindeki hasar davranışı deneysel ve nümerik olarak araştırılmıştır. Bu kapsamda 1, 3 ve 25 mm/dk çekme hızlarında farklı gerilme üç eksenliliği değerlerine sahip saf kayma, standart çentiksiz ve çentikli numunelerin çekme testleri yapılmıştır. Çekme testleri sonrasında deformasyon hızı ve gerilme üç eksenliliği değerleri açısından numunelerin kırılma yüzeyleri SEM görüntüleriyle incelenmiştir. Çekme testi numunelerinin kırılma yüzeylerinin genel olarak sünek kırılmayı gösteren morfolojilere sahip olduğu ve gerilim üç eksenliliği ile deformasyon hızından etkilendiği görülmüştür. Bu nedenle Sonlu Elemanlar Analizlerinde (SEA), sünek kırılma malzeme modellerinden biri olan gerilme durumunu ve deformasyon hızını dikkate alan Johnson-Cook (JC) pekleşme ve hasar kriterinin kullanılmasının uygun olduğu tespit edilmiştir. JC pekleşme ve hasar kriteri parametrelerinin optimum değerleri belirlenerek çekme testi ve HŞ prosesinin SEA'ları gerçekleştirilmiştir. Ti-6Al-4V alaşımının SEA'dan elde edilen çekme eğrileri deneysel eğrilerle büyük bir uyum göstermiştir. Hidrolik şişirme prosesinde patlama basıncı, şişme yüksekliği ve maksimum kalınlık incelmesi sırasıyla %76.2, %97 ve %96.8 oranla doğru tahmin edilmiştir. 10 mm kalıp yüksekliğinde gerçekleştirilen HŞ prosesinde hasar meydana gelmeden geri esneme sonrası dalgalanma mesafesi ve taban radyüsü deneysel sonuçlardan sırasıyla %0.73 ve %0.13 oranında ortalama sapma ile belirlenmiştir. 12 mm kalıp yüksekliğinde gerçekleştirilen HŞ prosesinde yırtılma basıncı %92.5 oranla doğru tahmin edilmiştir. Kalıp giriş radyüsü ve taban radyüsü sırasıyla % 95.5 ve %97.8 oranında başarıyla belirlenmiştir. Kalınlık dağılımı deneysel sonuçlarla büyük bir oranda eşleşmiştir. Her iki proseste de yırtılma bölgeleri deneysel sonuçlarla iyi bir uyum göstermiştir. Sonuçta, JC pekleşme ve hasar kriterinin Ti-6Al-4V alaşımlı sacın hidroşekillendirilmesinde, şekillendirilebilirlik ve hasar tahmini açısından başarıyla kullanılabileceği belirlenmiştir.