99
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Alüminyum silisyum alaşımı bir yatak malzemesinin aşınma performansına kolemanit ilavesinin etkisinin incelenmesi
Kaymalı yataklar, hareketli parçaların desteklenmesinde kullanılan makine elemanlarıdır ve bunların üretilmesinde malzeme seçimi çok önemlidir. İlk zamanlarda tahta, demir ve deri gibi malzemeler kaymalı yatak malzemesi olarak kullanım imkanı bulmuş ancak bu malzemelerin istenilen özellikleri karşılayamaması gibi nedenlerden dolayı bronz, pirinç ve beyaz metaller bunların yerini almıştır. Kaymalı yatak malzemesi olarak kullanılan söz konusu malzemelerin pahalı olması ve tribolojik özelliklerinin çoğu uygulamalar için yetersiz kalması nedeniyle son yıllarda bunların yerine alüminyum esaslı alaşımlar geliştirilmiştir. Saf alüminyum diğer saf elementler gibi döküm kabiliyetinin kötü ve mekanik özelliklerinin yetersiz olması gibi nedenlerden dolayı; silisyum, bakır, manganez, çinko ve magnezyum başta olmak üzere çeşitli alaşım elemanları ilave edilerek matris malzemesi olarak kullanılmaktadır. Alüminyum ve alaşımları, dökülebilmeye uygun, düşük yoğunluklu, düşük ergime sıcaklığına sahip ve mekanik özellikleri oldukça iyidir. Silisyum karbür ve alümina gibi metalik bileşiklerle çok iyi uyum sağlarlar. Bu yüzden alüminyum ve alaşımları MMK (metal matrisli kompozit) üretimi için çoğunlukla tercih edilen bir malzemedir. Bu çalışmada öncelikle, AlSi6ZnCuFe alaşımı bir referans malzemesi üretilmiştir. Bir sonraki aşamada referans malzemesine ppm düzeyinde kolemanit ilave edilerek 6 değişik içerikte deney malzemesi döküm yöntemiyle üretilmiştir. Daha sonra bu numuneler, deneysel çalışmalarda kullanılmak üzere, gerekli temizleme işlemi yapılarak kullanıma hazır hale getirilmiştir. Kolemanit katkılarının deney numunelerinin mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkilerini belirlemek amacıyla OM, EDX 'li SEM, DTA, DTG, TG/TGA termal analiz testleri, sertlik ölçümleri, aşınma, korozyon ve basma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda, ppm düzeyindeki kolemanit ilavesinin bu yatak malzemenin mikroyapı ve mekanik özelliklerini dikkate değer oranda artırdığı tespit edilmiştir. Buna karşılık malzemenin faz dönüşüm sıcaklığı dahil diğer termal özelliklerinde önemli bir değişiklik gözlenmediği ancak belirli kolemanit katkı oranlarında bazı numunelerde ani oksitlenmeye neden olduğu tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Kaymalı yatak, Kolemanit, Aşınma, SEM, EDX
AZ31B magnezyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynak yöntemi kullanılarak birleştirilebilirliklerinin araştırılması
Bu çalışmada haddelenmiş AZ31B magnezyum alaşım levhalarının sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilebilirliği incelenmiştir. Sürtünme karıştırma kaynağında üçgen ve vida uç profili, 1500 - 2300 dev/dk dönme hızı ve 100, 160 ve 190 mm/dk, ilerleme hızı seçilerek farklı parametrelerde kaynak yapılmıştır. Deneyde karıştırıcı uç ile ana metal arasında oluşan sıcaklıkların malzemenin mikro yapısını ve mekanik özelliklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Deneysel çalışmanın sonunda, devir sayısının artışıyla birlikte dinamik olarak yeniden kristalleşen bölgede sıcaklığın yükseldiği tespit edilmiştir. Bunun sonucu olarak dinamik olarak yeniden kristalleşmiş bölge sertliği ana malzemenin sertliğinden daha düşük ölçülmüştür. Kaynaklarda mikroyapı ise dinamik olarak yeniden kristalleşen bölgede ana malzemeye göre daha ince ve homojen tane yapısı tespit edilmiştir. Çekme deneyi sonucunda kaynaklı bağlantıların mukavemeti ana malzemeye göre % 83'lük bir kaynak mukavemet değeri vermiştir. Deneyler sonucunda en iyi bağlantı üçgen profilli uç, 1500 dev/dk ve 160 mm/dk hızındaki yapılan kaynak numunelerinde elde edilmiştir.
Karbür katkılı mermer kesici takımların çalışma performansına sinterleme parametrelerinin etkisi
Bu çalışmada, Bronz-B4C matris bileşimine sahip mermer kesme işlerinde kullanılan elmaslı soketler toz metalurjsi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Ortalama 20 µm tane boyutuna sahip olan bor karbür bronza ağırlıkça % 2, 5 ve 10 oranlarında ilave edilmiştir. Soketlerin üretimi 35 MPa basınç altında 600, 650 ve 700 °C sinterleme sıcaklığında 3 dakika süreyle yapılmıştır. Hazırlanan matris karışımına toplam olarak 30 konsantrasyonunda 30/40 ve 40/50 mesh tane boyutuna sahip sentetik elmas taneleri ilave edilerek mikserde karıştırılmıştır. Bronz-B4C/elmas karışımı sıcak preste preslenerek elmaslı soket haline dönüştürülmüştür. Üretilen soketler 300 mm çapındaki çelik gövdelere % 40 gümüş bileşimine sahip gümüş lehimle kaynak edilmiştir.Soket matrislerinin deneysel yoğunlukları ve bağıl yoğunlukları Archimedes prensibine göre tespit edilmiştir. Matrislerin sertlikleri sertlik ölçme cihazı ile 62.5 kg yük altında ve 2.5 mm çaplı bilye kullanılarak brinell olarak ölçülmüştür. Soketlerin eğme mukavemeti üç noktalı eğme testi ile tespit edilmiştir. Bor karbürlü soketlerin kesme performansı PLC sistemli mermer kesme makinesinde Ankara andezit taşı kesilerek belirlenmiştir. Aşınma miktarı dijital kumpasla testerelerin çapları ölçülerek belirlenmiştir. Soketlerin mikroyapısı ve kimyasal bileşimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışın difraktogramı (XRD) ve X ışını enerji dağılım spektrometresinden (EDS) faydalanılarak incelenmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda bor karbür tanelerinin bronzun tane sınırlarında yoğunlaştığı, nispeten homojen bir dağılım sergilediği ve bor karbür ilave miktarı arttıkça gözeneklerde artış olduğu ve bu gözenekliliğin sinterleme sıcaklığı arttıkça azaldığı tespit edilmiştir. Matrisin sertlik ölçümleri çalışmasında bor karbür miktarı ve sinterleme sıcaklığı artışı ile sertliklerde artış gözlenmiştir. Soketlerin deneysel yoğunluklarında ve bağıl yoğunluklarında bor karbür ilavesine bağlı olarak düşüş tespit edilmiştir. Sinterleme sıcaklığı artışı ile yoğunluklarda artış olduğu ölçümler sonucunda belirlenmiştir. Soketlerin üç noktalı eğme testi sonucunda bor karbür ilavesinin soketlerin eğme mukavemetlerini düşürdüğü, fakat sinterleme sıcaklığı artışı ile nispeten eğme mukavemeti değerlerinde artış olduğu tespit edilmiştir.Bor karbür katkılı elmaslı kesici takımlarla andezit taşı kesiminden sonra her bir testerenin aşınma oranı hesaplanmıştır. Bor karbür ilave miktarının ve sinterleme sıcaklığının artışı ile aşınma oranlarında düşüş tespit edilmiştir. En düşük aşınma oranına % 5 B4C oranında ve 700 °C sinterleme sıcaklığında ulaşılmıştır. Buna rağmen ağırlıkça % 10 B4C oranında aşınma oranlarında artış olmuştur. Bu sonuçlar sinterleme parametreleri ile ilişkilendirilmiştir.
Doğal taş kesici takımlarda kübik bor nitrürün (cBN) alternatif aşındırıcı olarak kullanılmasının araştırılması
Bu çalışmada, doğal taş kesme işleminde kullanılmak üzere içerisine elmas ve/veya cBN ilave edilen soketler, toz metalurjisi yöntemiyle sıcak preste üretildi. Matris olarak seçilen 85-15 CuSn bronz tozu içerisine 30/40 ve 40/50 US mesh tane boyutuna sahip elmas ve cBN tanecikleri, önceden belirlenen oranlarda (30 konsantrasyon) ilave edildi. Araştırma kapsamında kullanılan tüm soketlerin üretimi, 35 MPa basınç altında 600, 650 ve 700 °C sinterleme sıcaklığında, 3 dakika süre ile sinterlendi. Üretilen her bir soket türü, 300 mm. çapındaki çelik testere gövdelerine ayrı, ayrı lehim kaynağı ile kaynatılarak kesme performansları ölçüldü.Kesme işleminde 30x150x1500 mm boyutunda Ankara-Andezit taşı kullanıldı. Kesme işlemi sonrası soketlerdeki aşınma miktarı, 500 mm. lik 0.01 mm hassasiyetli digital kumpas ile ölçüldü. Her bir soket türünün mikro yapısı ve kimyasal bileşimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışın difraktogramı (XRD) ve X ışını enerji dağılım spektrometresinden (EDS) faydalanılarak incelendi.Yapılan deneyler sonucunda, üretilen elmaslı kesici takımların eğilme mukavemetinin cBN katkılı kesici takımlara göre yaklaşık % 30 daha düşük olduğu ve kesme performansının ise iki buçuk kat daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Her iki kesici takımın aşınma yüzeyinden alınan SEM fotoğraflarından kesici takımın etkili kesme yaptığını gösteren mikro-sabanlama ve matris kuyruğunun oluştuğu görülmüştür. Ayrıca aşınma yüzey fotoğraflarından cBN taneciklerinin kesme sırasında elmas taneciklerine göre daha fazla aşındığı tespit edilmiştir.
Elazığ vişne mermerinin işlenebilirliğine kesici takım matris bileşenlerinin etkisi
Bu çalışma, Elazığ Vişne Mermerinin (EVM) İşlenebilirliğine Kesici Takım Matris Bileşeninin Etkisini belirlemek amacı ile yapılmıştır. Mermer üretim maliyeti, esas itibariyle kesici takım performansı ile kontrol edilmektedir. Mermerin kesilebilmesi için öncelikle aşınma türü ile mermer taşı arasındaki etkileyici faktörlerin belirlenmesi gerekir. Mermer kesici takımlarının aşınmasını etkileyen faktörlerin başında aşındırıcı soket matrisi ve elmas partikülleri ile kayaç özellikleri arasındaki üçlü ilişki gelmektedir. Bu çerçevede kesici takım soketini oluşturan metallerin üretim yöntemlerinin mermer kesici takım (MKT) ömrünü nasıl etkileyebileceğinin bilinmesi de önemlidir. Bu nedenle kesici takım ömrünü uzatarak mermer üretim maliyetini düşürebilmek için kesici soketler de kullanılan metal ve bileşimleri ile bunların % miktarlarının ve üretim tekniklerinin EVM ve diğer mermer taşlarına göre belirlenmesi büyük bir önem arz etmektedir.Bu çalışmada özellikle EVM'nin kesme işleminde kullanmak amacıyla 85Cu15Sn bronzu ile %5 Co, %15 Cu ve %2-11 Ni katkılı matris bileşimine sahip elmaslı soketler toz metalürjisi (TM) yöntemiyle üretilmiştir. Ağırlıkça % 2, 5, 8 ve 11 oranlarında ve ortalama 2,5 µm tane boyutlu Nikel tozu matris bileşimine ilave edilmiş ve soketlerin üretimi 270 N basınç altında ve 670°C sinterleme sıcaklığında 4,5 dakika süreyle yapılmıştır. Hazırlanan matris karışımına toplam olarak %27 konsantrasyonunda 40/50 mesh tane boyutuna sahip sentetik elmas tozu ilave edilerek karıştırıcıda karıştırılmıştır. Daha sonra bu matris karışımı sıcak presleme yöntemiyle elmaslı soket haline dönüştürülmüştür. Üretilen soketler 350 mm çapındaki çelik testere disklerine 40Ag19Cu21Zn20Cd kimyasal bileşime sahip ve 1,2 mm çaplı lehim teli ile sert lehim yapılarak birleştirilmiştir.Soket matrislerinin gerçek öz kütleleri ile bağıl öz kütleleri Archimedes prensibine göre tespit edilip teorik öz kütleleri ile karşılaştırma yapıldı. Soket matrislerin sertlikleri Brinell Sertlik Ölçme Cihazı ile 62,5 kg yük altında ve 2,5 mm çaplı bilye kullanılarak ölçülmüştür. Soketlerin eğme mukavemeti üç noktalı eğme testi ile belirlendi.Deney amaçlı üretilen Ni katkılı ve katkısız MKT soketlerinin kesme performansı (aşınma miktarı) Elazığ'da bulunan Alacakaya Mermer, Şaheser Mermer ve Asmer Mermer Fabrikalarındaki PLC sistemli mermer kesme makinelerinde EVM kesilerek belirlenmiştir. Soketlerin aşınma miktarı beş ayrı yerden kumpasla ölçülerek belirlenmiştir.Soketlerin mikro yapı ve kimyasal bileşimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve enerji dağılımlı X-ışını spektrometresinde (EDX) tekniklerinden faydalanılarak incelenmiştir.Deneysel çalışmalar sonucunda Ni ve diğer metal tozlarının MKT matrisi içerisinde oldukça homojen bir dağılım sergilediği gözlenmiştir. Ayrıca artan Ni katkı miktarı ile MKT matrislerinin sertliklerinde de artış olduğu tespit edilmiştir. Başka bir ifadeyle Ni katkı miktarı artışı ile MKT bünyesindeki gözenekli yapı azalmış olup bu azalmaya bağlı olarak numunelerin sertliklerinde bir miktar artış gözlenmiştir. Soketlerin gerçek öz kütlesi ile bağıl öz kütlelerinde de Ni ilavesine bağlı olarak artış olduğu görülmüştür. Üç noktalı eğme deneyi sonuçlarına göre %2-8 Ni katkılarında soketlerde eğme mukavemetinin arttığı, ancak daha sonra %11 Ni ilaveli numunelerde bu değerin düştüğü gözlenmiştir.SEM incelemelerinde, elmas tozlarının ve matristeki diğer alaşım elementlerinin dağılımının düzenli olduğu ve sinterleme etkisiyle elmas tanecikleri ile matris arasındaki gözeneklerin yok denecek kadar az olduğu tespit edilmiştir. Bu durum, MKT matrisi bünyesindeki Ni katkı oranının artması ile açıklanabilir. Aynı zamanda matris karışımının çok iyi sinterlendiği ve bu paralelde taneciklerin birleşerek boyun verdiği görülmüştür. Taneciklerin boyunlaşarak birleşmesi, sinterleme işleminin tam olarak amacına ulaştığı anlamına gelmektedir.XRD incelemelerinde sinterleme işlemi etkisiyle Cu327,92Sn88,08, CoCu2Sn, Cu41Sn11, CoCu2Sn, Co3Sn2, CoNiSn, Cu2Ni3Sn3, CoSn, Co3Sn2, NiSn, Cu5Sn, Ni4Sn, CuNi2Sn, CuSn, Co3Sn5, Cu9NiSn3, Cu5,6Sn, CoNiSn, Ni4Sn faz ve bileşiklerin oluştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca önemli bir bulgu olarak %8?11 Ni katkılı matrislerin XRD incelemesinde monoklinik yapı olan ?-Bronzu (Cu6Sn5) kırılgan fazının oluştuğu gözlenmiştir.Diğer bir önemli bir bulgu ise NR (Referans Numunesi) dahil N1, N2 ve N3'te Co3C fazı, N4'te ise CoCx fazı oluşmuştur. Ayrıca % 11 Ni katkılı N4 numunesinde Co3C ? CoCx dönüşümü gerçekleşmiştir. Bu tespit aşınma sonuçları ile karşılaştırılırsa; özellikle %8?11 Ni'li numunelere ait aşınmış yüzey fotoğraflarında aşınma çizgilerinin iyice azalması şeklinde kendini göstermiştir. Bu da %2-11 Ni katkılı matris malzemesinin aşınma mukavemetinin referans malzemesine göre daha artmış olduğunu göstermektedir.Maksimum gerilme ve kopma gerilmesi değerlerinde %8 Ni katkısına kadar artma, %8?11 Ni katkılarında azalma olduğu tespit edilmiştir. Bu azalmaya %8?11 Ni katkılarının etkisi ile matriste oluşan ?-Bronzu (Cu6Sn5) kırılgan fazının sebep olduğu düşünülmektedir. Hatta matriste oluşan ?-Bronzu fazının sertlik artışının da bir nedeni olduğu düşünülmektedir. Bu arada Ni katkılı MKT'lerde Ni ilave miktarının artışı ile aşınma dirençlerinde de bir miktar artış olduğu görülmüştür. En yüksek aşınma direnci % 11 Ni katkılı numunelerde elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Mermer Kesici Soketi, 85Cu15Sn, Cu, Co, Ni, Mermer Kesici Takım Matrisi, Sıcak Presleme, Toz Metalürjisi, Mermer Kesici Takım Aşınması, Elazığ Vişne Mermeri, ?-Bronzu?
Çelik esaslı zırh malzemesinin 307si elektrodu ile kaynak edilebilirliğinin ve mikroyapı üzerindeki etkisinin deneysel araştırılması
Bu çalışmada Ramor 500 zırh çeliklerinin MIG kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirliği araştırıldı. Kaynak metali olarak zırh çeliklerinin kaynağı için önerilen 307Si MIG kaynak teli kullanıldı. MIG kaynak telleri fonksiyonlarından dolayı elektrod olarak da bilinirler. Bu yüzden bu çalışmada kaynak teli yerine elektrod ifadesi kullanıldı.Deneysel çalışmalarda koruyucu gaz ve kaynak ağız tipinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi araştırıldı. Bunun için kaynak ağızları frezeleme yöntemiyle Y, X ve y şeklinde açıldı. Koruyucu gaz olarak argon + % 5 CO2, argon + % 10 CO2 ve argon + % 15 CO2 olmak üzere üç farklı koşul seçildi. Sonuç olarak zırh çeliklerinin kaynaklı birleşimleri için mekanik ve metalurjik tasarımın kaynak mukavemetine etkisi tespit edildi.Kaynak bölgelerinin mikroyapısı optik mikroskobi, SEM ve EDS ile incelendi. Farklı kaynak parametrelerinin kaynak dikişlerinin mekanik özelliklerine etkilerini belirlemek için mikrosertlik deneyleri, çentik darbe deneyleri ve üç noktalı eğme deneyleri yapıldı. Bu çalışmanın amacı, elde edilen sonuçların savunma endüstrisine ve bilimsel birikime katkı sağlamasıdır.Anahtar kelimeler: Zırh çeliği, MIG kaynağı, Kaynak ağzı, Koruyucu gaz
Sürtünme kaynağı ile birleştirilmiş aısı AISI 1040/AISI 304L çelik çiftinin elektrokimyasal korozyon davranışının araştırılması.
Gelişen malzeme teknolojisi ile birlikte; geleneksel kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi güç ve problemli olan, özellikle uzay, savunma sanayisi ve otomotiv endüstrisi gibi yaygın alanlarda kullanılan farklı özelliklere sahip orta karbonlu çelikler ile paslanmaz çelikler, yeni ve otomasyona elverişli olan sürtünme kaynak (SK) yöntemi ile birleştirilebilmektedir.Bu çalışmada, farklı özelliklere sahip AISI 1040 ve AISI 304L ostenitik paslanmaz çelik sürtünme kaynağı yöntemiyle ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde; dönme hızı (devir sayısı), sürtünme basıncı ve sürtünme süresi gibi parametreler, ilgili literatür ışığında belirli aralıklarda değiştirilerek, farklı mekanik ve mikroyapı özelliklerine sahip birleştirmeler elde edilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda, işlem parametrelerinin birleşme kalitesi üzerinde önemli rol oynadığı tespit edilmiştir. Farklı özelliklere sahip orta karbonlu çelik ile düşük karbonlu ostenitik paslanmaz çelik alaşımlarının sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde, uygun devir sayısı, sürtünme basıncı ve sürtünme süreleri kullanılarak kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir.Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde güncel literatürlerden örnekler verilerek yapılan çalışmaların amaçlarından bahsedilmiştir. Üçüncü bölümünde katı hal kaynak yöntemlerinden bahsedilmiş, paslanmaz çelikler ile ostenitik paslanmaz çelikler tanıtılmış ve korozyon hakkında geniş bilgiye yer verilmiştir. Dördüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları ele alınmıştır. Beşinci bölümünde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken, deney sonuçları irdelenmiştir. Altıncı ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.
Ti6Al4V/Ti6Al4V malzeme çiftinin pta kaynağında kaynak bölgesinin incelenmesi
Geleneksel ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilme problemlerine sahip olan ve özellikle kimya sanayi, uzay ve savunma sanayi gibi imalat alanlarında geniş bir kullanıma sahip Ti6Al4V alaşımları yeni ve ileri bir kaynak tekniği olan plazma transfer ark (PTA) kaynak yöntemi ile birleştirilebilmektedir. Ancak Ti6Al4V alaşımlarının PTA kaynağı ile birleştirilebilirliği hakkındaki araştırma sınırlı sayıdadır.PTA kaynağı; tungsten bir elektrod ve iş parçası arasında oluşturulan bir ark ile transfer edilen ısıyla metallerin birleştirildiği bir koruyucu gaz ark yöntemidir. Ark, yüksek hızda bir ark sütunu oluşturmak için bakır alaşımlı bir nozul tarafından daraltılır. Bu yöntem isteğe bağlı olarak ilave dolgu metali kullanılarak da yapılabilir. Genellikle PTA kaynak yöntemi; farklı kalınlıklara sahip paslanmaz çeliklerin, tantalyum ve zirkonyum gibi özel amaçlı malzemeler, alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları, alaşımlı ve karbonlu çelikler, bakır ve nikel alaşımlarında kullanılır. Günümüzde PTA kaynağı; uzay, nükleer, elektronik, gemi inşaatı ve diğer birçok endüstri kollarında kullanılan bir kaynak yöntemidir. Yöntem serbestlik ve ekonomi sağlamanın yanı sıra, yüksek kalite ve güvenilirliğe sahiptir.Bu çalışmada; Ti6Al4V alaşımları Ni aratabaka kullanılarak ve kullanılmaksızın farklı işlem parametrelerinde PTA kaynak yöntemi ile kaynak ağzı açmadan ve ilave tel kullanılmadan birleştirilmeye çalışılmıştır. Kaynaklı numunelerde işlem parametrelerinin kaynaklı bağlantıların birleşme bölgesinde meydana gelen mikroyapısal değişim ve mekanik özellikler üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Numunelerin metalografik olarak; optik mikroskop ve SEM görüntüleri ile kaynak bölgesi incelenmiş, oluşması muhtemel intermetalik fazlar EDS ve XRD analizleri yardımı ile tespit edilmiştir. Kaynaklı bağlantıların mekanik dayanımları çekme testi ve yorulma testi ile belirlenmiş ve birleşme bölgelerinin mikrosertlik profilleri çıkarılmıştır. Çalışma sonucunda işlem parametrelerinin birleşme kalitesinde önemli ve birleşme kalitesini artırmanın mümkün olduğu tespit edilmiştir.Bu doktora tez çalışması altı bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümde güncel literatür bilgilerine yer verilmiştir. Üçüncü bölümde titanyum ve alaşımları hakkında, PTA kaynağı hakkında ve kaynaklı bağlantıların yorulma dayanımları ile ilgili bilgilere yer verilmiştir. Dördüncü bölümde deneysel çalışmaların yöntemleri ve deneylere hazırlık kısımları ele alınmıştır. Beşinci bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken deney sonuçları irdelenmiş ve altıncı bölümde çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar verilmiştir.
Nano bor tozu ile yüzeyi alaşımlandırılan östenitik paslanmaz çeliğin mekanik özellikler ve korozyon davranışının araştırılması
Gelişen teknoloji ile birlikte endüstride kullanılan malzemelerin günümüz ihtiyaçlarına cevap vermemesi ya da arzu edilen özellikleri karşılayamaması insanoğlunu yeni malzeme oluşumları konusunda araştırmaya sevk etmiştir. Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda kullanılan paslanmaz çelikler içerisinde %70 ile en fazla kullanım oranına sahip olan AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin 10-50 nm boyutundaki Nanobor ve 1400 µm boyutundaki EKabor 3 tozları ile yüzeyi alaşımlandırılarak mikroyapı, mekanik özellikleri ve korozyon davranışları araştırılmıştır.Bu çalışma öncesi, yüzey sertleştirme alanında literatürde µm boyutuna sahip Ekabor tozları ile birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen, nano boyutlu bor tozları ile yapılan herhangi bir çalışmaya rastlanamamıştır. Bu çalışma ile elde edilecek veriler önümüzdeki yıllarda nano boyutlu bor tozları ile yapılacak çalışmalara ışık tutacaktır.Bu çalışmada, AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin yüzeyine kutu borlama tekniği ile katı ortamda Nanobor ve EKabor 3 tozları kullanılarak farklı sıcaklık ve sürelerde yüzey alaşımlandırma işlemi uygulanmıştır. Yüzeyleri alaşımlandırılan numuneler, optik mikroskobu, SEM, X-ışını, mikrosertlik, çekme, eğme, aşınma ve korozyon testlerine tabi tutulmuştur. Böylece; Nanobor tozu ile borlanmış numuneler, hem EKabor 3 tozu kullanılarak borlanan numuneler ile hem de herhangi bir işleme tabi tutulmayan ticari AISI 304 östenitik paslanmaz çelik ile kıyaslanmıştır.Nanobor tozu ile yüzeyi alaşımlandırılan numunelerin aynı koşullarda Ekabor tozları ile borlanan numunelere göre yüzey sertlik değerlerinde 2 kat'a kadar daha fazla sertlik değerleri elde edilmiş, çekme, üç noktalı eğme dayanımları ve aşınma dayanımlarında da daha iyi sonuçlar alınmıştır.Anahtar Kelimeler: Nanobor, Ekabor, Mekanik özellikler, Aşınma, Korozyon
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.
Farklı bileşime sahip sert maden kesici uçların mikro aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalışmada saf Al2O3 ve altyüzeyi WC olan toz metalurjisi yöntemi ile üretilen sert maden kesici uçların yüzeyi PVD yöntemi kullanılarak TiN ve TiAlN kaplanmıştır. Yüzey kaplama işlemi sadece WC uçlara uygulanmıştır. Kaplama işlemi uygulanan ve uygulanmayan kesici uçlara mikro-abrasyon aşınma deneyleri uygulanmıştır. Deney sonuçlarının değerlendirilmesinde ve yorumlanmasında, tarayıcı elektron mikroskobundan (SEM) ve yüzey profilometresinden faydalanılmıştır. Mikro abrasiv aşınma testleri sabit top yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan araştırma ve incelemelerde aşağıda belirtilen sonuçlar elde edilmiştir. En iyi aşınma direnci TiN numunelerde görülmüştür. Ancak TiAlN kaplamaların kaplama kalınlığı göz önüne alındığında ve diğer araştırmacıların çalışmaları incelendiğinde TiAlN kaplamaların aşınma dirençlerinin daha üstün olduğu görülmüştür. En düşük aşınma direncine sahip olan kesici uç numunesi Saf Al2O3 den imal edilmiştir. Bunu sırası ile WC, TiN ve TiAlN kaplı numunelerin izlediği görülmüştür. 1 µm kalınlığındaki TiAlN kaplama kalınlığının dahi malzemenin aşınma direncinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Kaplama kalınlığının aşınma direncinde önemli bir parametre olduğu görülmüştür. Mikro-abrasyon testlerinde artan devir ve yükün aşınma oranında ve numunelerin pürüzlük değerlerinde önemli bir parametre olduğu görülmüştür. Değişen numune özelliğine göre aşınma mekanizmasının da değiştiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Mikro aşınma, TiAlN, TiN, PVD Kaplama, Sert maden kesici uç
Östenitik paslanmaz çeliğin bor katkılı Ni3Al ile kaplanabilirliğinin araştırılması
Yüksek sıcaklık korozyon direncini çok ekonomik ve hızlı bir yöntemle geliştirmek mümkün olacaktır. Üstelik çok özel bir cihaz ve ekipman gerektirmemesi yöntemin her yerde uygulanabilmesini sağlayacaktır. Östenitik paslanmaz çelikler %12 Cr %8 Ni içeren çeliklerdir. Bu çeliklerin mikroyapıları ısıl işlem ile değiştirilemez. Yapı bütünüyle östenitten oluşur. Bu çeliklerde karşılaşılan başlıca sorun 900 ile 500 ºC arasında görülen karbür çökelmeleri ve yüksek Cr?lu olanlarda karşılaşılabilecek sigma fazıdır[1]. Özellikle karbürler tane sınırlarına çökelerek lokal bileşimi bozmakta, (Cr miktarı azaltmakta) ve tane sınırı korozyonuna yol açmaktadırlar. Dolayısıyla soğutma esnasında bu sıcaklıkların çabuk geçilmesi gerekir[2]. Östenitik paslanmaz çelikler başlıca; medikal, mutfak malzemeleri, gıda, enerji ve gemi endüstrisi gibi alanlarda kullanılmaktadırlar. Bu malzemelerin ekonomik yollarla aşınma ve korozyon dirençlerinin arttırılması kullanım alanlarını genişletecektir[3]. Bu amaçla bugüne kadar boyama, polimer kaplama ve seramik kaplama çalışmaları ve yüzey modifikasyon işlemleri kullanılmıştır. Östenitik paslanmaz çeliklerin yüksek sıcaklık, aşınma ve korozyon dayanımlarını geliştirebilecek potansiyel bir uygulama, bu malzemelerin yüzeyinin metaller arası bileşiklerle kaplanmasıdır. Günümüzde bu yönde bir çok çalışma yapılmaktadır. Kaplama yöntemi olarak buhar faz, toz püskürtme, plazma püskürtme, lazer püskürtme, TIG eritme gibi yöntemler uygulanmaktadır[4-5-6]. Son zamanlarda yeni bir yöntem olarak SHS (Self Propogating High Temperature Synthesis) yani kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlemesi yöntemi de kullanılmaya başlamıştır. SHS, termit yöntemine benzer bir yöntep olup, ilk toz karışımının ateşlenmesi ile oluşan yanma dalgasının ilerlemesiyle meydana gelen egzotermik bir reaksiyonla kısa sürede uygulanabilen ekonomik ve kolay bir üretim yöntemidir. Reaksiyon esnasında meydana gelen sıcaklık oluşan bileşiğin ergime sıcaklığına ulaşmaktadır[7]. Reaksiyon hızı çok yüksektir. Dolayısıyla, oluşturulan reaksiyon ısısı kullanılarak hem bileşik oluşturmak hem de aynı anda kaplanacak yüzeyle birleşme sağlanması SHS ile kaplama yönteminin esasını oluşturmaktadır.[8] Bu çalışmada, AISI 304 östenitik paslanmaz çelik malzemesine SHS yöntemiyle Ni3Al tozu kaplanarak elde edilen malzemelerin mikro yapılarına ve mikro sertlik değerlerine üretim parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Kaplama esnasında paslanmaz çelik türünün etkisi ve kaplama malzemesi olarak kullanılacak metalik tozlar değişken parametreler olarak seçilmiştir. Kaplanmış malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla numunelere mikrosertlik testleri uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda; seçilen malzemeye SHS yöntemi ile yapılan kaplamada paslanmaz çelik türünün etkisi ve kaplama malzemesi olarak kullanılacak metalik tozlar değişken parametrelerinden en uygun olanı belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde paslanmaz çelikler ile östenitik paslanmaz çelikler tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde metallerarası bileşikler hakkında bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde Alüminyum esaslı intermetalik bileşikler hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde Nikel Alüminyum İntermetalik fazların oluşum mekanizması hakkında bilgi verilmiştir. Altıncı bölümde Nikel Alüminatların reaktif işlenmesi hakkında bilgi verilmiştir. Yedinci bölümde Nikel Alüminid kaplamaların termodinamiği hakkında bilgi verilmiştir. Sekizinci bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken, deney sonuçları irdelenmiştir. Dokuzuncu son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: SHS, AISI 304L, Ni3Al, Kaplama, İntermetalikler
NiTi ve Ni3Al fonksiyonel derecelendirilmiş malzemesinin reaksiyon sentezlenmesi yöntemiyle üretilmesinin araştırılması
Bu çalışmada, NiTi (atomik olarak %50Ni,%50Ti) ile NiAl (atomik %50 Ni) ve Ni3Al (atomik olarak %75 Ni) fonksiyonel derecelendirilmiş SHS tekniği ile üretildi.. Toz numuneler dönen bir kap içerisinde 24 saat süreyle 16 devir/dak dönme hızında torna tezgâhında karıştırıldı. Karıştırılan toz numuneler 100 MPa, 150 MPa ve 200 MPa basınçlarda soğuk preslendikten sonra bir fırın içerisinde 200 °C, 300 °C ve 400 °C ön ısıtma sıcaklıklarına kadar ısıtıldı ve yüksek voltajlı bir tutuşturma yöntemi ile ateşlendi, oksitlenmeyi önlemek için fırına yüksek saflıkta argon gazı gönderildi. Numuneler tutuşturulunca yanma dalgası hızlı bir şekilde kendi kendine ilerledi. Bu çalışmada Ni3Al/NiAl/NiTi fonksiyonel derecelendirilmiş malzemesi reaksiyon sentezlemesi (kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlemesi SHS) yöntemi ile üretilmiş oldu. Bu çalışmada, mikroyapı ve makroyapı değişiklikleri farklı işlem parametreleri ile ilgili literatür dikkate alınarak kullanılarak incelendi. Bu üretim parametreleri mikroyapı ve sürecin kendisi üzerinde büyük bir öneme sahip olduğu görüldü. Ayrıca, amaçlanan saf Ni3Al,NiAl ve NiTi fazları elde edilmiş ve bunlar dışında farklı NiTiAl, TiAl3 ve TiAl fazlarının varlığı tespit edildi. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde kapsamlı bir literatürler sunuldu. Üçüncü bölümünde fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler ve intermetalik bileşikler tartışıldı. Dördüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemine yer verildi, beşinci bölümde ise deney sonuçları verildi. Altıncı ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuç ve öneriler verildi.
Östenitik paslanmaz çeliğin kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlenmesi yöntemiyle (SHS-kkiyss) Ni-Al-Cr metallerarası bileşiğin kaplanması
Bu çalışmada, AISI 304 paslmaz çelik yüzeyine Ni3Al-Cr intermetaliği kaplanmıştır. Kaplama SHS (Self Propagating High Temperature Synthesis) + sinterleme yöntemiyle yapılmıştır. İşlem parametrelerinin arayüzey mikroyapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Atomik olarak 3:1 oranında Ni-Al toz karışımına ağırlıkça %8 ve %10 Cr ilave edilerek eksantrik bir mile bağlı 2 ayrı kap içersinde karıştırılmıştır. Karışımın homojen bir dağılım sergilemesi için tozlar 24 saat boyunca 18 devir/dakika hızında karıştırılmıştır. Hazırlanan tozlar 12mm çapındaki kalıba yerleştirilerek 100 ve 200 MPa basınçla soğuk preslenmiştir. Hazırlanan altlık ve kaplama katları aralarına yüzey ıslatmayı sağlamak amacı ile ince nikel tabaka serilerek reaksiyon odacığına yerleştirilmiştir. İşlem 50 N luk yük altında 1000 ve 1100 0C de 45 dakika süreyle sinterlenerek gerçekleştirilmiştir. Numuneler metalografik incelemeler için parlatılıp dağlanmıştır. Üretilen kaplama tabakalarının ve ara yüzeylerin faz analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ve x-ışınları difraksiyon (XRD) analizi kullanılarak yapılmıştır. Analizler irdelenerek değerlendirilip sonuç ve öneriler verilmiştir. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde temel bilgiler sunuldu. Üçüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemine yer verildi, dördüncü bölümde ise deney sonuçları verildi. Beşinci ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuç ve öneriler verildi. Anahtar Kelimeler: SHS,AISI 304, Ni3Al-Cr, kaplama, intermetalik.
Ferritik paslanmaz çeliğin kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlenmesi yöntemiyle (SHS-KKIYSS) Ni3Al metallerarası bileşiğin kaplanması
Bu çalışmada, AISI 430 Ferritik Paslanmaz Çelik numuneler (SHS: Self Propagating High Temperature Synthesis) Kendi kendine İlerleyen Yüksek Sıcaklık Sentezlemesi (KİYSS) yöntemiyle Ni3Al metallerarası bileşiği ile kaplanarak işlem parametrelerinin ara yüzey mikro yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ni ve Al tozları (ağırlıkça % 87 Ni ve % 13 Al) olacak şekilde tartılmış ve homojen bir karışım elde etmek için, içerisinde 12 mm çapında seramik bilye olan mekanik bir karıştırıcıda, 16 devir/dk ile 24 saat süreyle karıştırılmıştır. Karıştırılan tozlar daha sonra 12 mm çapında 10 mm kalınlığında paslanmaz çelik numuneler üzerine 1 mm kalınlığında 150, 200, 250 ve 300 MPa' lık basınçlar altında soğuk kompaktlanmıştır. Kompaktlanan numuneler, ön tavlama yapılmaksızın argon atmosferli bir odacıkta, üzerlerinde 40 N' luk bir kuvvet uygulanarak ısıtılmış ve ateşlenmişlerdir. Daha önce yapılan çalışmalarda, ateşleme ve yanma ile eş zamanlı olarak oluşan Ni3Al tabakasının paslanmaz çelik yüzeyine tutunamadığı görüldüğünden, ateşlenen numuneler, pozisyonları değiştirilmeksizin 1000 ve 1100 C sıcaklıklarda 45 dakika süreyle difüzyon işlemine tabi tutulmuşlardır. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümde temel bilgiler sunuldu. Üçüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemine yer verildi, dördüncü bölümde ise deney sonuçları verildi. Beşinci ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuç ve öneriler verildi. Anahtar Kelimeler: SHS, Ni3Al, kaplama, intermetalik.
AA 7075 - AA 6061 malzeme çiftinin sürtünme kaynağı ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Sürtünme kaynağı katı hal kaynaklarından birisi olup, birleştirilecek parçaların birbirleriyle temasları esnasındaki sürtünmeden doğan ısı esasına dayanır. Üretilen ısı malzemeleri birleştirmede kullanılır. Yöntem, son zamanlarda değişik metal çiftlerini kaynak etmede kullanılmıştır. Bu çalışmada AA 6061 ve AA 7075 malzemeleri farklı sürtünme kaynak parametreleri ile birleştirildi ve sürtünme kaynaklı bağlantılar elde edildi. Bu bağlantıların mikroyapı, mikrosertlik ve çekme testi incelemeleri yapıldı. Çalışmada 1. bölümde giriş yapılmıştır. 2. bölümde Al ve alaşımları anlatılmıştır. 3. bölümde Al ve alaşımlarının kaynağından bahsedilmiştir. 4. bölümde sürtünme kaynağı izah edilmiştir. 5. bölüm literatür çalışmalarını vermektedir. 6. ve 7. bölümlerde sırasıyla, deneysel çalışmalar ile sonuç ve tartışmaları verilmektedir. Bu çalışmanın sonucunda AA 6061 ile AA 7075 malzeme çiftinin farklı sürtünme kaynak parametrelerinde birleştirildiği ve farklı mikroyapı özellikleri gösterdiği anlaşılmıştır.Ayrıca en iyi çekme dayanımı 3 nolu numunede gözlenmiştir
Sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmiş AISI 4340/ AISI 420 çelik çiftinin burulma davranışının incelenmesi
Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte, farklı malzemelerin birleştirilerek kullanılması gereksinimi ortaya çıkmıştır. İki farklı alaşımdaki çeliğin birleştirilmesinde en uygun yöntem kaynaklı birleştirmedir. Kaynak işleminin sonrasında, kaynak bölgesinin özelliklerinin, birleştirilen çeliklerin özelliklerinden farklı olması önemli sorunları ortaya çıkarmıştır. Değişik kaynak yöntemleri içerisinde ergitme kaynak yöntemlerinin kullanılması, bu sorunları daha da arttırmaktadır. Ergitme kaynak yöntemlerinin kaynak hatalarına açık bir yöntem olması ve soğuma sırasında makro düzeyde iç gerilmelerin oluşması bu yöntemlerin önemli dezavantajları olup, kaynağın mukavemetini düşürmektedir. Bu sebeple farklı bileşimdeki malzemelerin birleştirilmesinde bir ergitme olayının olmaması ya da sınırlı olması, çok daha az kaynak hatası içermesi ve kaynak sonrası minimum iç gerilmelere sahip olması nedenleriyle katı hal kaynak yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, piyasada yaygın kullanım alanına sahip AISI 4340 ıslah çeliği ile ergitme kaynak yöntemleriyle birleştirilmesi güç olan AISI 420 martenzitik paslanmaz çelikleri farklı devir sayılarında sürtünme kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. Elde edilen bu kaynaklı bağlantılarda arakesitte oluşan yapıların metalografik değerlendirilmesi yapılmış, çekme ve burulma gibi testler ile mekanik davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda optimum bir devir sayısının belirlenmiş ve bu devir sayısındaki en iyi burulma dayanımı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. İkinci bölümünde konunun literatürdeki yeri ve öneminden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümünde sürtünme kaynak yöntemi, paslanmaz çelikler, ıslah çelikleri, mekanik testler ve burulma deneyi hakkında genel bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar ele alınmıştır. Beşinci bölümde deneysel çalışma sonuçları incelenmiş ve yorumları yazılmıştır. Altıncı bölümde genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.
CoCrMo alaşımının yüzeyine SHS yöntemiyle gözenekli NiTi kaplanabilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada CoCrMo alaşımı yüzeyine SHS yöntemiyle gözenekli NiTi kaplanmıştır ve üretilen bu numunelerde mikroyapısal ve mekaniksel olarak incelemelerde bulunulmuştur. Atomik % olarak %50,5 Ni %49,5 Ti belirlenen metal tozları özel olarak tasarlanan bir karıştırıcıda seramik bilyalar eklenerek 24 saat boyunca homojen bir şekilde karıştırılmıştır. Daha sonra hazırlanan karışımlar özel olarak tasarlanan bir kalıpta 50-100-150-200 MPa basınçda soğuk preslendi. Soğuk preslenen numuneler indüksiyon ergitme fırınında argon gazı ortamında 950, 1050, 1100, 1150, 1200 ºC'deki beş farklı sıcaklıkta 5 MPa basınç altında 30dk sürede difüzyon edilerek birleşmesi sağlandı. Difüzyon sonrası üretilen numuneler metalografik işlemlerden geçip mikroyapı incelemeleri; OM, SEM, EDS, EDX ile, dönüşüm sıcaklıkları ve entalpileri ise DSC-DTA ile belirlendi. Daha sonra SHS yöntemi ile üretilen gözenekli NiTi'un yoğunluğu Arşiment prensibine göre hesaplanmış ve difüzyon olan numunenin mikro sertlikleri alınarak deneysel çalışmalar tamamlanmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda difüzyon sıcaklığının artmasıyla birlikte daha etkin bir bağlanmanın gerçekleştiği ve daha etkin bir bağlanmaya karşın difüzyon uzunluğunun, Tamz ana alaşımında dikkate değer tane irileşmesinin, mikro sertliğin ve soğuk presleme basıncının artışına bağlı olarak yoğunluğun doğrusal olarak arttığı; buna karşın mikro çatlakların ve soğuk presleme basıncına bağlı olarak gözenekliliğin doğrusal olarak azaldığı gözlenmiştir. Mikroyapı incelemeleri neticesinde 950 ile 1050 ºC difüzyon sıcaklıklarda bağlanan arayüzler incelendiğinde belirgin açıklıkları yani mikro çatlakları bulunan kötü bağlanmış bir arayüz elde edildiğinden bu sıcaklıkların yetersiz olduğuna karar verilmiştir. Artan difüzyon sıcaklığıyla birlikte NiTi kısmının en üst bölgesinden alınan EDX sonuçları incelendiğinde nikelin yapıdaki varlığının az olması yani iç bölgelerde bileşik oluşturarak var olması biyomalzeme olarak düşünüldüğünde istenilen bir sonuç olduğu tespit edilmiştir. SHS yöntemiyle üretilen NiTi alaşımının 10 ºC/dak ısıtma ve soğutma hızıyla alınan DSC ölçümüne göre Austenit başlama sıcaklığı (As) 92,1 ºC, Austenit bitiş sıcaklığı (Af) 122,5 ºC iken martensit başlama sıcaklığı (Ms) 61,6 ºC, martensit bitiş sıcaklığı 43,2 ºC dir. Austenit dönüşüm esnasındaki entalpi değişimi (ΔH) 4,58 J/g, martensit dönüşüm esnasındaki entalpi değişimi değeri (ΔH) 4,04 J/g olarak belirlenmiştir. TG ölçümlerine göre, yaklaşık 600 oC'ye kadar alaşımın kütlesinde herhangi bir artış yoktur. 600 oC'den sonra kütlesinde logaritmik bir artış vardır. Bu artışın sebebi NiTi alaşımının oksitlenmesi dolayısıyla kütlesinde bir artış olması olarak açıklanabilir. Bu çalışmada; CoCrMo alaşımı yüzeyine SHS yöntemiyle gözenekli NiTi kaplaması, 1200 ºC' deki difüzyon sıcaklığında en iyi mikroyapı ve bazı mekanik özelliklere sahip olduğu görülmüştür.
316l paslanmaz çelik üzerine indüksiyon kaynak yöntemiyle gözenekli niti'nin kaplanılabilirliğinin araştırılması
Son yıllarda, biyomalzeme bilimi, insan kemiği ile uyumlu olan malzemelerde büyük ilerlemeler kat etmiştir. Biyomedikal uygulamalarda; şekil hafıza özelliği ve biyouyumluluğa sahip NiTi alaşımı üzerine çok sayıda çalışma mevcuttur. Birçok araştırmacı, insan kemiği ile benzer yapıya sahip olduğundan dolayı ilgilerini gözenekli NiTi (Nikel/Titanyum) alaşımı üzerine yoğunlaştırmışlardır. Gözenekli ve gözeneksiz NiTi alaşımları kıyaslandığında, gözenekli NiTi alaşımı; alaşımın gözenekli yapısından dolayı kemik dokusunun bu yapı içerisinde ilerleyebilmesi ve bu sayede de kaymayan bir yapı oluşumuna izin vermesi gibi üstünlüklere sahiptir. Fakat yapısındaki gözenek miktarının net kriterlerle ayarlanabilme güçlüğü ve bu nedenle de mekanik özelliklerde sapmaların meydana gelmesi, aynı zamanda maliyetinin 316L alaşımları gibi diğer biyouyumlu malzemelere kıyasla yüksek olması gelecekte kullanım alanını oldukça sınırlandırmıştır. Bu çalışmada, biyouyumlu 316L paslanmaz çelik üst tabakanın yüzeyi SHS (kendi ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi) yöntemi kullanılarak gözenekli NiTi alaşımıyla kaplanacak. Oluşturulmuş olan gözenekli kaplamada soğuk presleme basıncının gözenekliliğe etkisi ve gözenekli NiTi ile 316L arasında oluşacak ara tabakaya etkisi incelendi. İşlem olarak toz metalurjisi yöntemiyle 316L paslanmaz çelik üzerine 2-3 mm kalınlığında NiTi toz karışımı 50, 100, 150 ve 200 MPa basınçlarda soğuk olarak preslendi. Preslenen numuneler argon gazı atmosfer koruması altında indüksiyon kaynak yöntemiyle 1200 0C sıcaklığında 316L paslanmaz çelik alaşımının üzerine kaplandı ve gözenekli NiTi ile kaplanılan numunelerin mikrosertlik, optik mikroskop, Scanning Electron Microscopy (SEM) ve Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) incelemelerine tabi tutuldu. Anahtar Kelimeler: Nikel Titanyum, Kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlemesi (SHS), Toz Metalurjisi, 316L paslanmaz Çelik
Bor takviyeli bakır kompozitinin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi ve mekanik-elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada Toz Metalurjisi yöntemi ile Bakır tozları içerisine Ferrobor partikülleri takviye edilerek hazırlanan metal matrisli kompozitin (MMC) iletkenlik ve mekanik özellikleri inceleme altına alınmıştır. Bu amaçla seçilen Ferrobor takviye partikülleri yapı içinde ağırlıkça %1-1,5-2-2,5-3-3,5 oranlarında ilave edilerek hazırlanan numuneler toz metalürjisi yöntemi ile 600 MPa basınç altında preslenmişlerdir. Ardından numuneler 800-850-900 ºC sıcaklıklarda sinterlenerek, farklı sinterleme sıcaklıklarının kompozit özelliklerine etkisi incelenmiştir. Sinterleme öncesinde ve sonrasında yoğunluk ölçümleri yapılan MMC numunelerine mekanik ve iletkenlik özelliklerini belirlemek amacı ile bazı deneyler uygulanmıştır. Sertlik, Çapraz kırılma, Yoğunluk, iletkenlik deneylerinin uygulanan numunelerin mekanik ve iletkenlik özellikleri elde edilen ölçüm değerleri ışığında belirlenmiştir. Numuneler mikroyapı karakterizasyonu ile SEM, EDS ve XRD analizleri sonucunda, farklı sıcaklıklarda uygulanan sinterleme işlemi ile değişik intermetalik bileşiklerin oluştuğu görülmüştür. Sinterleme sıcaklığı artışının numunelerin mekanik özelliklerini iyileştirdiği, iletkenlik özelliklerini değiştirmediği görülmüştür. Farklı bileşim oranları dikkate alındığında, yapı içerisinde artan takviye partikülü oranına paralel olarak sertlik değerlerinin arttığı, çapraz kırılma mukavemetinin azaldığı ve elektrik iletkenliği değerlerinin %2 Ferrobor takviye partikülü oranına kadar değişmediği bu noktadan sonra yapı içerisinde bir miktar direnç artışı gözlendiği kaydedilmiştir. Malzemelere uygulanan sinterleme sıcaklığı ve farklı takviye partikülü oranları dikkate alındığında, 850 ºC sıcaklıkta % 2,5 FeB takviye partikülü oranına sahip numunenin, tüm numuneler içinde en iyi mekanik özellikleri verdiği ve iletkenlik değerlerinin, saf bakıra yakın değerler sergilemesi ile öne çıktığı söylenebilir.
Sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilmiş AA7075/AA6061 kaynaklı bağlantıların mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Geleneksel ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirmesi problemli olan ve özellikle havacılık, uzay ve savunma sanayisi gibi yaygın alanlarda kullanılan farklı özelliklere sahip alüminyum alaşımları, yeni ve alternatif bir yöntem olan sürtünme karıştırma kaynak (SKK) yöntemiyle ile birleştirilebilmektedir.Bu çalışmada, farklı özelliklere sahip AA6061 ila AA7075 alaşımları, sürtünme karıştırma kaynağı yöntemiyle ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde; karıştırıcı ucun dönme hızı (devir sayısı), geometrisi ve kaynak ilerleme hızı gibi parametreler, ilgili literatür ışığında belirli aralıklarda değiştirilerek, farklı mekanik ve mikroyapı özelliklerine sahip birleştirmeler elde edilmiştir. Çalışma sonucunda işlem parametrelerinin, birleşme kalitesi üzerinde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Farklı özelliklerdeki AA6061 ve AA7075 alüminyum alaşımının SKK yöntemiyle ile birleştirilmesinde, uygun devir sayısı ve ilerleme hızı kombinasyonlarında kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir.Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümünde alüminyum ve alaşımları tanıtılmış, üçüncü bölümünde alüminyum alaşımlarında kullanılan kaynak yöntemlerinden bahsedilmiş, dördüncü bölümünde sürtünme karıştırma kaynağı hakkında geniş bilgiye yer verilmiştir. Beşinci bölümde güncel literatürlerden örnekler verilerek yapılan çalışmaların amaçlarından bahsedilmiş, altıncı bölümde deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları ele alınmıştır. Yedinci bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken, deney sonuçları irdelenmiş, sekizinci ve son bölümde çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.
Toz metalurjisi ile üretilen NiTi şekil hatırlamalı alaşımların metalurjik ve mekanik karakteristiklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, TM ve SHS yöntemi ile gözenekli NiTi şekil hatırlamalı alaşımı üretildi. Üretilen numunelerin makro-mikro yapıları, faz dönüşümleri ve basma dayanımları (mekaniksel özellikleri) incelendi.Giriş bölümünde; martensitik faz dönüşümünün tarihçesi ve gözenekli NiTi ŞHA hakkında kısaca bilgi verildi. İkinci bölümde; ŞHA'da faz dönüşümü, üçüncü bölümde; ŞHO anlatıldı. Dördüncü bölümde; NiTi ŞHA'ın faz diyagramları, kristal yapısı, martensitik faz dönüşüm özellikleri, genel özellikleri, kullanım alanları, alaşım özelliklerine kompozisyon ve çökeltilerin etkisi ile deformasyon ve yaşlandırmanın faz dönüşüm sıcaklıkları üzerine etkisi hakkında bilgi verildi. Beşinci bölümde TM ile üretilen gözenekli NiTi ŞHA hakkında literatür incelemesi yapıldı. Altıncı ve yedinci bölümde deneysel çalışmalar ile bulgular anlatılarak tartışıldı. Sekizinci bölümde genel sonuçlar ve öneriler belirtildi.Üretim yapılırken Ni-Ti toz oranları Ni-%at.49,5Ti olarak tercih edildi. Toz numuneler dönen bir kap içerisinde 24 saat süreyle 16 devir/dak dönme hızında torna tezgâhında karıştırıldı. Karıştırılan toz numuneler 50 MPa, 100 MPa ve 200 MPa basınçlarda soğuk preslendikten sonra bir fırın içerisinde 15 °C/dak ısıtma hızı ile 100 °C, 200 °C ve 350 °C ön ısıtma sıcaklıklarına kadar ısıtıldı ve literatürden farklı yüksek voltajlı bir tutuşturma yöntemi ile ateşlendi. Oksitlenmeyi önlemek için fırına yüksek saflıkta argon gazı gönderildi. Numuneler tutuşturulunca yanma dalgası preslenmiş numunenin diğer ekseni boyunca çok kısa bir sürede kendi kendine ilerledi ve böylece gözenekli NiTi ŞHA sentezlenmiş oldu. 100 MPa basınçla soğuk preslenen numuneler her üç farklı ön ısıtma sıcaklıklarında ateşlenerek sentezlenirken, 50 MPa ve 200 MPa basınçla soğuk preslenen numuneler sadece 200 °C ön ısıtma sıcaklığında ateşlenerek sentezlendi. 100 MPa basınçla soğuk preslenen ve 200 °C ön ısıtma sıcaklığında sentezlenen numunelerin bazıları 1050 °C'de 1 saat kadar süreyle farklı yükler altında (0 MPa, 3,2 MPa, 6,41 MPa, 9,61 MPa, 12,82 MPa) ısıl-işleme tabi tutuldu.Uygulanan tutuşturma yöntemi ile numunelerin yapısında oluşan yanma kanallarının yönelimi kontrol edilebilmekte ve böylece basma dayanımları arttırılabilmektedir. Ön ısıtma sıcaklığı, soğuk presleme basıncı ve ısıl-işlem sırasında uygulanan yük arttığı zaman numunelerin gözenek oranlarının azaldığı belirlendi.Üretilen numunelerin optik fotoğraflarında kapalı ve açık gözeneklerin yaklaşık olarak homojen dağılım gösterdikleri, EDX ve X-ışın analizlerinde ana fazın austenit (NiTi), ikinci fazın martensit (NiTi) olduğu, bunun yanında yapıda Ni4Ti3, NiTi2, fazlarının varlığı saf Ni, saf Ti ve Ni3Ti fazlarının olmadığı anlaşıldı. DSC ölçümlerinde oda sıcaklığında martensit fazın varlığı, austenit ve martensit dönüşüm sıcaklıklarının insan vücut sıcaklığında yüksek olduğu anlaşıldı.Numunelerin 1050 °C'de farklı yükler altında ısıl-işleme tabi tutulması ile yapıdaki ana faz dışındaki fazların azaldığı, yükün 6,41 MPa olduğu zaman yapının sadece austenit fazdan ibaret olduğu, yükün artması ile yapının austenit ve martensit fazdan ibaret olduğu anlaşıldı.Basma testlerinde, gözenek oranlarının azalması ve yanma kanallarının numune boyunca yönelmesi ile basma dayanımlarının arttığı, yük altında ısıl-işlem yapılması ile basma dayanımlarının daha da arttığı belirlendi.Anahtar Kelimeler: NiTiı, şekil hatırlamalı alaşımlar, martensit-austenit faz dönüşümü, gözenekli alaşımlar, toz metalürjisi, SHS, ısıl-işlem, mikroyapı, mekaniksel özellikler.
Yeni bir aşınma test cihazı tasarımı ve bazı metallerin aşınma davranışlarının araştırılması
Aşınma, çeşitli makine ve teçhizatın kullanım ömürlerinin çok kısa olmasına dolayı-sıyla ekonomik kayıplara sebep olmaktadır. Bu konu, özellikle makine tasarımlarında dikkate alınması gerekir. Çünkü aşınma olayı kontrol edilemediği zaman makine ve teçhizatın ha-sara uğraması zaman, malzeme, enerji ve emek kayıplarına sebep olmaktadır. Aynızamanda aşınma, temas eden yüzeylerde oluşan sürtünme etkileriyle güç kaybına, ölçü ve yüzey tole-ranslarının bozulmasına sebebiyet vermektedir. Bu nedenle malzeme seçiminde aşınma, göz ününe alınması gereken en önemli unsurlardan birisidir.Bu nedenle çalışmamızda step veya servomotor kullanmak kaydıyla aşınma hızı, aşınan parçasının ilerleme hızı ve yük miktarı kontrol edilebilir pim-disk sisteminin benzeri Pim-Silindir esasılı yeni bir aşınma test cihazının dizayn ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca üre-tilmiş olan bu cihaz ile Cu, Ni ve Ti esaslı üç farklı alaşımın aşınma davranışları incelenmiştir.Elde edilen aşınma testi sonuçları, sözkonusu aşınma test cihazının emsallerini aratma-yacak niteliklerde yeterli olduğunu göstermiştir.Bu nedenle çalışmamızda step veya servomotor kullanmak kaydıyla aşınma hızı, aşınan parçasının ilerleme hızı ve yük miktarı kontrol edilebilir pim-disk sisteminin benzeri Pim-Silindir esasılı yeni bir aşınma test cihazının dizayn ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca üre-tilmiş olan bu cihaz ile Cu, Ni ve Ti esaslı üç farklı alaşımın aşınma davranışları incelenmiştir.Elde edilen aşınma testi sonuçları, söz konusu aşınma test cihazının emsallerini aratmayacak niteliklerde yeterli olduğunu göstermiştir.
Gaz tungsten ark kaynak yöntemiyle üretilen Fe esaslı kaplama tabakalarının aşınma ve mikroyapı karakteristiklerinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik yüzeyine, farklı Cr içerikli FeCrC, B4C ve Ti tozları gaz tungsten ark (GTA) yöntemiyle kaplanarak, mikroyapıda oluşacak karbür ve diğer fazların, malzemenin sertliğine ve abrasiv aşınma davranışlarına olan etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Mikroyapı incelemelerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (scanning electron microscope (SEM)) ve noktasal analiz tekniği (energy dispersive spectograph EDS) mikro analizlerinden faydalanılmıştır. Yüzeydeki modifiye edilen tabakanın makrosertliği ve mikrosertliği ölçülmüş, yüzey tabakası abrasiv olarak pim-disk deney aparatında aşındırılmıştır. Aşınma testleri sonrası numunelerin, 5 N, 10 N, ve 20 N yükler altında mesafeye bağlı kütle kayıp miktarlarının grafikleri çizilmiştir. Ayrıca kaplama tabakalarının nüfuziyet oranları hesaplanmıştır.GTA kaplamalar için; % 66 Cr içerikli FeCrC `nin en iyi kaplama oluşturan toz olduğu, 135 A 'lik kaynak akımının ise en uygun akım olduğu tespit edilmiştir. B4C ve Ti tozlarına farklı oranlarda FeCrC tozu katılarak oluşturulan kaplamaların mikroyapı incelemelerinde M2C, M3C, M7C3, M23C6, FeB, Fe2B, TiFe, TiFe2, Ti2Ni, TiNi3 ve TiNi karbürlerinin oluştuğu ve bu karbürlerin aşınma deneylerinde kütle kayıplarını azalttığı tespit edilmiştir. Ayrıca makrosertliği ve mikrosertliği en yüksek olan B4C kaplamalarının, abrasiv aşınma deneyleri sonucunda farklı yüklerdeki mesafeye bağlı kütle kayıp miktarları en az olan numune grubu olduğu tespit edilmiştir.
Düşük ve orta karbonlu çeliklerin yüzeyine TIG kaynak metoduyla kaplanan ostenitik paslanmaz çelik tozunun aşınma direncine karbür içeriğinin etkisinin araştırılması
Bu çalışmada düşük ve orta karbonlu çeliklerin yüzeyi (TIG) Tungsten İnert Gaz yöntemi kullanılarak farklı kompozit tozlarla alaşımlandırılmıştır. Alaşımlandırılan bölgelerin mikroyapı ve aşınma özellikleri araştırılmıştır. Düşük ve orta karbonlu çeliklerin yüzeyleri ostenitik paslanmaz çelik tozları içerisine % 1.5 ila 4.5 oranında kobalt, molibden ve titanyum tozları katılarak alaşımlandırılmıştır. Yüzey alaşımlama işleminden sonra, alaşımlı bölgenin mikroyapısını belirlemek için, optik mikroskop, tarayıcı elektron mikroskobu (SEM), noktasal analiz (EDS), X-ışınları (XRD) gibi ileri teknoloji araştırma yöntemlerinden faydalanılmıştır. Abrasiv aşınma testleri pin-on-disk, adhesiv aşınma testleri ise blok-on-disk aparatı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sertlik değerleri alaşımlandırılmış bölge üzerinden ölçülmüştür.GTA yöntemi kullanılarak yapılan yüzey alaşımlama uygulamaları sonucunda; 50 - 100 A enerji girdilerinde temel malzeme yüzeyine kompozit toz başarılı bir şekilde ergitilerek tutturulmuştur. Ancak düşük enerji girdilerinde, kompozit kaplama tozu içerisindeki kobalt ve molibden elementlerinin tamamen çözünmediği görülmüştür.Mikroyapıda oluşan M23C6 karbürlerinin, Mo elementi ile takviyeli numunelerde tane sınırlarında, Ti elementi ile takviye edilen numunelerde ostenit faz içerisinde, Co elementi ile takviye edilen numunelerde ise tane sınırı ve ostenit fazı içerisinde oluştuğu tespit edilmiştir. Enerji girdisinin yükseltilmesi ile M23C6 karbürlerinin mikroyapıda daha fazla çözünerek, Cr elementi açısından daha homojen bir yapının oluştuğu gözlenmiştir.Numuneler içersinde en yüksek sertlik ve en iyi aşınma direnci Ti elementi ile takviye edilerek yüzeye alaşımlandırılan ostenitik paslanmaz çelik numunelerde görülmüş, bunu Mo ve Co elementi takviyeli numuneler izlemiştir.Anahtar Kelimeler: Yüzey alaşımlama, GTA, Adhesiv aşınma, Abrasiv aşınma, paslanmaz çelik tozu
Ni?Cr alaşımının mekanik özelliklerine molibden katkı oranının etkisi
Çok çeşitli süper alaşımlar vardır. Bunlardan bazısı da nikel esaslı süper alaşımlardır. Bu alaşımların genel özellikleri oksidasyona, korozyona aşınmaya karşı mukavemetli olmalarıdır. Çeşitli metallerin ilave edilmesiyle bu süper alaşımların özellikleri geliştirilebilir ve kullanım alanları arttırılabilir.Bu çalışmada nikel esaslı Ni-Cr süper alaşımlarına molibden katkısının etkisini incelemek, molibdenin Ni-Cr alaşımlarında yaptığı fiziksel, mekaniksel (çekme, sertlik ve talaş kaldırma gibi) özelliklerin, mikroskobik yapıların (SEM, EDAX ve XRAY) incelenmesi, yorumlanması ve bu sonuçlara göre nikel esaslı Ni-Cr süper alaşımlarının geliştirilmesi, böylece biyolojik protez malzemelerde, diş protezlerinde (diş altlığı), uçak sanayinde ve sanayinin diğer kollarında korozyona ve oksidasyona karşı dirençli, mukavemetli süper alaşımlar geliştirmek hedeflenmiştir.Anahtar kelimeler: Süper alaşımlar, nikel esaslı alaşımlar, Ni-Cr-Mo
AISI 304 paslanmaz çeliği ve 1040 Çelik Çifti'nin plazma kaynak yöntemiyle birleştirilebilirliğinin araştırılması
Plazma ark kaynağı, lazer ve elektron-ışın kaynağında olduğu gibi çok güçlü bir plazma ışını meydana getirerek birleştirilecek malzemelerde tam nüfuziyetin elde edildiği bir kaynak yöntemidir. Kaynak esnasında ergiyik metal, malzemenin kesiti boyunca anahtar deliği şeklinde bir boşluk oluşturarak ilerler. Bu yöntemle 10 mm. kadar olan parçalar tek pasoda kaynak edilebilir.Yapılan araştırmalar sonucunda plazma ark kaynağı konusunda ülkemizde birkaç bilimsel çalışma yapılmamış olup, yurt dışında ise plazma ark kaynağı konusunda birçok çalışma bulunmakla birlikte, benzer olmayan malzeme çiftlerinin birleştirilebilirliği konusunda çalışmaya rastlanılmamıştır. Lazer ve elektron-ışın kaynak yöntemi kullanılarak benzer ve benzer olmayan malzeme çiftlerinin birleştirilebilirliği konusunda birçok çalışmanın yapılmış olması ve ayrıca bu kaynak yöntemlerinin sınırlılıkları düşünüldüğünde plazma ark kaynağının kullanım ve parçanın kaynağa kolay hazırlanması, bu konuda yapılacak çalışmaları önemli kılacaktır.Kaynak metali mikroyapı analizi için optik mikroskop, SEM, EDX ile incelendi.Bileşimlerin mekanik özellikleri çentik darbe deneyi ve mikrosertlik metodlarıyla Fırat Üniversitesinde test edildi.
Sade karbonlu çeliklerin tıg ve plazma ile yüzey kaplamasında koruyucu gaz ve tozların yüzey modifikasyonuna etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada sade karbonlu çeliğin yüzeyi (GTA) Tungsten İnert Gaz ve (PTA) Plazma Transfer Ark yöntemleri kullanılarak FeCr, FeTi ve FeMo tozları ile alaşımlandırılmıştır. Numunelerin alaşımlandırma işlemi yapılırken koruyucu gaz olarak saf argon gazı ile birlikte bu gaza % 3 ve 5 oranlarında ilave edilen H2 gazı kullanılmıştır. Alaşımlandırılan bölgelerin mikroyapı ve abrasiv aşınma özellikleri araştırılmıştır. Sade karbonlu (AISI 1020) çeliğin yüzeyi yüksek karbonlu ferrokrom, ferrotitanyum ve ferromolibden tozları kullanılarak alaşımlandırılmıştır. Yüzey alaşımlama işleminden sonra, alaşımlı bölgenin mikroyapısını belirlemek için, tarayıcı elektron mikroskobu (SEM), noktasal analiz (EDS), X-ışınları (XRD) gibi ileri teknoloji araştırma yöntemlerinden faydalanılmıştır. Abrasiv aşınma testleri pin-on-disk aparatı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sertlik değerleri alaşımlandırılmış bölge üzerinden ölçülmüştür.GTA ve PTA yöntemleri kullanılarak yapılan yüzey alaşımlama uygulamaları sonucunda; her iki yöntemde de alt malzeme yüzeyine ferro içerikli alaşım tozları ergitilerek yüzey modifikasyon işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.FeCr tozu kullanılarak GTA ve PTA yöntemleri ile yapılan yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda dendritik yapı içerisinde Cr7C3, östenit, Fe3C fazları tespit edilirken, FeTi tozu kullanılarak gerçekleştirilen yüzey modifikasyonu işleminde ferrit matrisi içerisinde oluşan FeTi, Fe3C ve TiC fazlarına rastlanılmıştır. Yine aynı yöntemler ile FeMo tozu kullanılarak gerçekleştirilen yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda ötektoid şeklinde oluşan yapı içerisinde Fe2Mo, MoC, FeC ve Fe3C fazlarına rastlanılmıştır.Koruyucu argon gazı içerisindeki hidrojen oranın artması ile numunelerde daha homojen bir mikroyapı ve buna bağlı olarak sertlik artışı gözlenmiştir.Numuneler içersinde en yüksek sertlik ve en iyi aşınma direnci FeCr tozu ile alaşımlandırılmış PTA yöntemi ile üretilmiş numunelerde görülmüş olup, bunu aynı yöntem ile üretilen FeMo ve FeTi tozları ile alaşımlandırılmış numuneler izlemiştir.Anahtar Kelimeler: Yüzey alaşımlama, GTA, PTA, Koruyucu gaz, Abrasiv aşınma
Alüminyum alaşımı ve bronzu yüzeyine oksit ve karbür bileşiklerinin plazma sprey yöntemiyle kaplanmasının araştırılması
Bu çalışmada, alüminyum alaşımı (AA2024-T4) ve Al bronzu (Cu alaşımı) yüzeyine çeşitli oksit ve karbür tozları atmosferik plazma püskürtme yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Yüzeyde elde edilen kaplama tabakalarının; mikroyapı, sertlik, yüzey pürüzlülüğü, birleşme mukavemetleri ve ısıl genleşme özellikleri incelenmiştir. Alüminyum alaşımı (AA2024-T4) yüzeyine Al2O3 ve Al2O3 içerisine farklı yüzdelerde ilave edilen TiO2 tozları ile elde edilen oksit toz karışımları kaplanmıştır. Aynı alt malzeme yüzeyine (AA2024-T4) saf Al tozu içerisine % 5 Cu ilave edilerek karıştırılan Al + % 5 Cu toz karışımına farklı oranlarda bor karbür (B4C) ilavesi ile elde edilen karbür toz karışımları da kaplanmıştır. Alüminyum bronzu (Cu alaşımı) yüzeyine ise İtriyum oksit ilaveli Zirkonyum oksit (ZrO2+Y2O3) tozu ve ZrO2+Y2O3 tozu içerisine farklı yüzdelerde ilave edilen Al2O3 tozları ile elde edilen oksit toz karışımları kaplanmıştır. Aynı alt malzeme yüzeyine (Cu alaşımı) saf Cu tozu içerisine % 5 Al ilave edilerek karıştırılan Cu + % 5 Al toz karışımına farklı oranlarda krom karbür (Cr3C2) ilavesi ile elde edilen karbür toz karışımları da kaplanmıştır. Kaplanmış numunelerin kaplama yüzeyine dik olarak çıkarılan deney numunelerinden; mikroyapı ve sertlik incelemeleri, ayrıca kaplama esnasında kaplanmış olan çekme numuneleri ile kaplamanın birleşme mukavemet incelemeleri ve meydana gelen tabakanın yüzey pürüzlülüğü ile ısıl genleşme özelliklerine bakılmıştır. Optik mikroskop, elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersive X-ray (EDX) aracılığıyla mikroyapılar incelenerek değerlendirilmiştir. Yüzey durumunu belirlemek amacıyla yüzey pürüzlülük ölçüm cihazıyla yüzey pürüzlülük değerleri (Ra) ölçülmüştür. Alt malzeme üzerine uygulanan kaplama işlemi sonrasında, numunelerin ısıl genleşme katsayılarını tespit etmek amacıyla dilatometre cihazından faydalanılmıştır.Alt malzeme (AA 2024-T4) yüzeyine gerçekleştirilen Al2O3 ve Al2O3 + TiO2 kaplanarak elde edilen A grubu numunelerde, en düşük gözenek miktarı, sertlik miktarı, yüzey pürüzlülük değeri ve ısıl genleşme katsayısı ile en yüksek yapışma mukavemet değeri % 40 TiO2'li numunede elde edilmiştir. Al+Cu ve Al+Cu+B4C kaplanarak elde edilen B grubu numunelerde ise en yüksek gözenek miktarı ve sertlik değeri ile en düşük yüzey pürüzlülük değeri ve ısıl genleşme katsayısı % 20 B4C'lü ve en yüksek yapışma mukavemeti 48,08 MPa değeri ile B4C ilavesiz numunelerde elde edilmiştir.Alüminyum bronz (Cu alaşımı) alt malzeme yüzeyine gerçekleştirilen ZrO2 + %8 Y2O3 ve ZrO2 + %8 Y2O3 + Al2O3 kaplanarak elde edilen C grubu numunelerde, en yüksek gözenek miktarı ve yapışma mukavemet değeri ile en düşük yüzey pürüzlülüğü ve ısıl genleşme katsayısı %20 Al2O3 ilaveli numunede, en yüksek sertlik değeri ise % 5 Al2O3 ilaveli numunede elde edilmiştir. Cu + % 5 Al ve Cu + % 5 Al + Cr3C2 kaplanarak elde edilen D grubu numunelerde ise en düşük gözenek miktarı ve yüzey pürüzlülüğü ile en yüksek sertlik değeri Cr3C2 ilavesiz Cu + % 5 Al ile kaplanan numunede elde edilmiştir. D grubu numunelerde ısıl genleşme katsayısı tespit edilememiştir. Kaplama esnasında yüzeyde oluşan oksitlenmeden dolayı yapışma mukavemet değerleri standartlardan düşük değerlerde tespit edilmiştir.
Kobalt katkılandırılmış ZnO yarıiletken malzemelerin üretimi ve elektriksel özelliklerinin araştırılması
Yarı iletkenlik özelliğe sahip çinko oksit (ZnO) bileşiği; önemli teknolojik bir malzemedir. Kafes yapısında bir simetri ekseni (wurtzite) olmadığından, güçlü piezo ve piroelektrik özellikler gösterir. Bu özellikleri nedeniyle çinko oksit; geniş çaplı olarak elektromekanik bağlantılarda, mekanik işletici düzenlerde ve piezoelektrik etkili sensörlerde kullanılaır. Ayrıca çinko oksitin 3.37 eV'luk geniş bir bant aralığına sahip olası, onun uygun kısa dalga boylu optoeletronik uygulamalarda da kullanılmasını sağlamıştır.Bu çalışmada, çinko okside (ZnO)'e düşük oranlarda kobalt (Co) katılarak dört çeşit yeni yarı iletken malzeme üretilmiştir. Çinko oksite düşük orandaki Co katkıları, fiziksel olarak ve sinterleme yoluyla yapılmıştır. Elde edilen malzemeler; 900, 1100 ve 1300 ºC sıcaklıklarda ayrı ayrı üçer saat süreyle normal çevre koşulları altında sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Katkı sonrasında; kobaltın ve sinterleme sıcaklıklarının çinko oksidin mikroyapı ve iletkenlik özelliklerini nasıl etkilediğini belirlemek amacıyla; taramalı elektron mikroskobu (SEM), x-ışınları kırınımı (XRD) ve iletkenlik ölçüm çalışmaları yapılmıştır.Elde edilen sonuçlardan; artan kobalt katkısının ZnO'in mikroyapısısnda önemli bir değişikliğe neden olmadığı ve sinterleme sıcaklığının kristal kafes yapısında az oranda değişikliklere yol açtığı görülmüştür. Yapılan deneylerde; artan kobalt içeriği ve sinterleme sıcaklıklarına bağlı olarak, çinko oksidin iletkenlik özelliklerinde önemli değişikliklerin meydana geldiği ve artma gösterdiği yapılan deneyler sonucunda tespit edilmiştir.
Elmaslı kesici takımlarda alternatif bağlayıcılar
Elmaslı kesici takımlar doğal taş kesme işlemlerinde kullanılırlar ve matris dizaynı butakımların performansı bakımından çok önemlidir. Kobalt metali takımın kalitesinin yüksekolması için matriste bağlayıcı olarak önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada içinde kobaltbulunmayan Fe-Cu-Ni-Mo metalleri kullanılarak yeni matrisler üretilmiş ve bunların mikroyapıve mekanik özellikleri incelenmiştir.Çalışmada farklı bileşimlerde dokuz çeşit elmaslı kesici takım üretilmiş ve bunların herbiri 750-800-850 oC gibi üç farklı sıcaklıkta 350 MPa basınç altında dört dakika süre ilesinterlenmiştir. Üretilen numuneler için yoğunluk ölçümü, sertlik, üç noktalı eğme (three pointbending) testleri yapılmıştır. Mikroyapı incelemeleri için taramalı elektron mikroskop (SEM),noktasal analiz (EDX) ve matriste oluşan fazları anlayabilmek amacıyla da X-Işınlarıçalışmaları yapılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda en yüksek sertliğe Mo ve Ni ilaveli numunelerin sahipolduğu ve sinterleme sıcaklığının yükselmesiyle kesici takımların sertliklerinin düştüğüanlaşılmıştır. Yoğunluk ölçümleri sonucunda en düşük sinterleme sıcaklıklarında en düşükyoğunluk, en yüksek sinterleme sıcaklıklarında ise en yüksek yoğunluğun meydana geldiğitespit edilmiştir. Çok az farkla en düşük yoğunluğa Mo katkılı numunelerin sahip olduğuanlaşılmıştır. Üç noktalı eğme deneylerinden en yüksek eğme dayanımına Fe-Cu alaşımınumunelerin sahip olduğu, en düşük eğme dayanımına ise Mo katkılı numunelerin sahip olduğutespit edilmiştir. Eğme deneylerinde sinterleme sıcaklığının eğme mukavemeti üzerine büyükbir etkisi olduğu gözlenmiştir. Elmas katkılı kesici takımların eğilme deneylerinden, Ni katkılımatrisin en iyi düzeyde elmas tutma kabiliyetine sahip olduğu tespit edilmiştir.
Plazma (PTA) yöntemiyle düşük karbonlu çeliğin yüzey modifikasyonuna koruyucu gazların etkisi
Bu çalışmada düşük karbonlu çeliğin yüzeyi Plazma Transfer Ark (PTA) yöntemi kullanılarak Ti, FeMo, FeCrC ve Si tozları ile alaşımlandırılmıştır. Numunelerin alaşımlandırma işlemi yapılırken koruyucu gaz olarak saf argon gazı ile birlikte bu gaza % 1, % 3 ve % 5 oranlarında ilave edilen N2 gazı kullanılmıştır. Alaşımlandırılan bölgelerin mikroyapı ve abrasiv aşınma özellikleri araştırılmıştır. Sade karbonlu (AISI 1030) çeliğin yüzeyi titanyum, ferromolibden, yüksek karbonlu ferrokrom ve silisyum tozları kullanılarak alaşımlandırılmıştır.Kaplamanın mikroyapısı; optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım tayfı (EDS) ve spektral analizler ile tespit edilmiştir. Modifiye tabakalarının sertlikleri mikrosertlik ölçme cihazı ile abrasiv aşınma özellikleri ise pim-disk test yöntemi ile belirlenmiştir. Aşınma testleri sonrası numunelerin kütle kayıpları tespit edilerek aşınma oranları elde edilmiştir. PTA yöntemi kullanılarak yapılan yüzey alaşımlama uygulamaları sonucunda; PTA yöntemiyle alt malzeme yüzeyine alaşım tozları ergitilerek yüzey modifikasyon işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.Ti tozu kullanılarak PTA yöntemi ile yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında ferritik yapı içinde FeTi matrisi, TiN (1) Obsornite, TiN (2) Titanyum nitrür, titanyum karbür (TiC) ve sementit (Fe3C) fazları tespit tespit edilmiştir. FeMo tozu kullanılarak gerçekleştirilen yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda ötektoid şeklinde oluşan yapı içerisinde FeMo matrisi, FeC, Fe3C, Fe7C3, MoC, MoN ve Mo2N oluştuğu tespit edilmiştir. FeCrC tozu kullanılarak yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda dendritik yapı içerisinde FeCr matrisi, Fe7C3, Cr23C6, CrN, (Fe0,6Cr0,4)2O3 martenzit ve kalıntı östenit fazları tespit tespit edilmiştir. Si tozu kullanılarak yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında ferrit matrisi içerisinde ?-ferrit, SiC ve Si3N4 fazları tespit edilmiştir.Koruyucu argon gazı içerisindeki N2 oranın artması ile numunelerde daha nüfuziyetli homojen bir mikroyapı ve buna bağlı olarak sertlik artışı gözlenmiştir. Numuneler içersinde en yüksek sertlik ve en iyi aşınma direnci Ar + % 5 N2 gazı atmosferinde alaşımlandırılmış numunelerde görülmüştür.
AISI 304?430 paslanmaz?AISI 1010 çelik çiftlerinin lazer yöntemi ile kaynağında birleşme özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, AISI 304?430 paslanmaz-AISI 1010 düşük karbonlu çelik çiftlerinin lazer yöntemi ile kaynağında birleşme özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. AISI 430?1010, AISI 304?1010 ve AISI 430?304 olmak üzere, farklı türdeki numune grupları kendi aralarında; 2000, 2250 ve 2500 W kaynak güçlerinde; 100, 200 ve 300 cm/dk kaynak hızlarında, argon ve helyum koruyucu gaz atmosferlerinde, lazer kaynak yöntemi ile birleştirilmişlerdir. Lazer kaynak yöntemiyle birleştirilmiş numunelerin kaynak kalitesinin belirlenebilmesi için metalografik ve mekanik testler uygulanmıştır. Numunelerin metalografik olarak; optik mikroskop ve SEM görüntüleri ile kaynak bölgesi incelenmiş, oluşması muhtemel intermetalik fazlar EDS ve X-Ray analizleri yardımıyla tespit edilmiştir. Kaynaklı bağlantıların mekanik dayanımları çekme testi ile belirlenmiş ve birleşme bölgelerinin mikrosertlik profilleri çıkarılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda; bütün malzeme çiftlerinin lazer kaynaklarında, artan ilerleme hızına bağlı olarak dikiş bölgesinin ve ısının tesiri altında kalan bölgenin (ITAB) genişliğinin azaldığı, ancak artan kaynak gücüne bağlı olarak bu aralığın arttığı belirlenmiştir. Artan kaynak gücüne ve ilerleme hızına bağlı olarak bütün malzemelerde dikiş bölgesinde mikrosertlik değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Artan kaynak gücüne bağlı olarak AISI 430/1010 malzemede de karbon-krom, AISI 304?1010 ve AISI 430?304 malzemelerde ise krom-nikel-karbon difüzyonunun arttığı, ancak artan ilerleme hızına bağlı olarak da bu difüzyonunun azaldığı tespit edilmiştir. Çekme testleri açısından incelendiğinde bütün malzemelerde; artan kaynak gücüne ve kritik soğuma hızına bağlı olarak çekme dayanımının arttığı, ancak artan ilerleme hızına bağlı olarak da çekme dayanımının azaldığı gözlenmektedir. Kaynaklı birleştirmeler açısından ise en iyi birleştirmelerin AISI 430/AISI 1010 malzeme çiftinde 2250 W kaynak gücünde ve 200 cm/dk. ilerleme hızında, AISI 304/AISI 1010 malzeme çiftinde 2500 W kaynak gücünde ve 100 cm/dk. ilerleme hızında, AISI 430/AISI 304 malzeme çiftinde 2500 W kaynak gücünde ve 100 cm/dk. ilerleme hızında, helyum atmosferi altında yapılan birleştirmelerde elde edildiği görülmüştür.
Kobalt esaslı alaşımlara bazı metallerin etkisinin araştırılması
Bu çalışmada kobalt esaslı bir alaşımın mikroyapı ve mekanik özelliklerine vanadyum (V), titanyum (Ti) ve mangan (Mn) elementlerinin etkisi incelenmiştir. Kobalt esaslı alaşım olarak dental uygulamalarda çok kullanılan Co-28Cr-6Mo-0,7Mn-0,5Si-0,5C alaşım referans alınmış ve daha sonra bu alaşıma % 1,3 Mn; % 0,7-2,0 Ti; % 0,7-1,3 V ilave edilerek altı çeşit yeni alaşım üretilmiştir. Kobalt esaslı alaşıma elementler ergitme yöntemi ile ilave edilmiştir. Malzemelerin ergitilmesi için bir elektrik indüksiyon ergitme fırını kullanılmıştır ve ergitme işlemi normal atmosfer şartlarında yapılmıştır. Alaşımlandırma işlemlerinde % 99.9 saflıkta elementler kullanılmıştır.Deney numuneleri sıvı haldeki metalin ön ısıtma yapılmış kokil kalıba dökülmesiyle elde edilmiştir. Çubuk şeklinde dökülen alaşımlardan çeşitli numuneler çıkartılmış ve bunlar üzerinde mekanik deneyler, mikroyapı ve X-ışınları incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneylerden Mn ilavesinin Co esaslı alaşımın sertliğini düşürdüğü, Ti ilavesinin de sertliği belirli oranlarda düşürdüğü, ancak katkı oranının yükselmesiyle sertlikte artış olduğu gözlenmiş, V ilavesinin yine referans alaşımın sertliğini düşürdüğü anlaşılmıştır. Yapılan mikroyapı incelemelerinde referans alaşımın dendritik bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. Dendrit kollarında ise nano yapılı bölgelerin oluştuğu anlaşılmıştır. Mn ilavesi ile malzemedeki dendritik yapı daha homojen bir dağılıma sahip olmuştur. Referans alaşıma Ti ilave edilmesi ile dendritik yapı varlığını korumuş ancak dendrit kollarındaki nano yapının tamamen kaybolduğu gözlenmiştir. V ilavesi ile alaşımda nano boyutlu dendritik yapı tekrar ortaya çıkmıştır ve bu nano dendrit kollarının referans alaşımdakinden daha uzun olduğu görülmüştür.X-ışınları çalışmaları malzemelerde M23C6, Mn15C4, TiSi2, VSi2 vb. fazların meydana geldiğini göstermiştir.Anahtar kelimeler: Kobalt; Kobalt esaslı alaşımlar; Biyomedikal malzemeler; Demir dışıalaşımlar
AISI 430/AISI 1040 çelik çiftinin anahtar deliği plazma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi, mikroyapı ve mekanik özelliklerin araştırılması
ÖZETGeleneksel ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilme problemine sahip olan ve özellikle kimya sanayi, havacılık, uzay ve savunma sanayisi gibi imalat alanlarında geniş bir kullanıma sahip paslanmaz çeliklerin, yeni ve ileri bir kaynak tekniği olan plazma transfer ark kaynak (PTAW) yöntemiyle birleştirilebilme şartlarının araştırılması endüstriyel açıdan büyük önem taşımaktadır.Plazma ark kaynağı; tungsten bir elektrod ve iş parçası arasında oluşturulan bir ark vasıtasıyla transfer edilmiş ısıyla metallerin birleştirildiği bir koruyucu gaz ark kaynak yöntemi olarak tanımlanır. Ark, yüksek hızda bir ark sütunu oluşturmak için bakır alaşımlı bir nozul tarafından daraltılır. Yöntem, ilave bir dolgu metali kullanmaksızın yapılır. Genellikle PTAW yöntemi, farklı kalınlığa sahip paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır. Yöntem; aynı zamanda tantalyum ve zirkonyum gibi özel amaçlı malzemelerde ve alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları, alaşımlı ve karbonlu çeliklerde, bakır ve nikel alaşımlarında kullanılır. PTAW yöntemi, üç akım modunda kullanılır. Bunlar; mikroplazma, ergitme, anahtar deliği plazma kaynak yöntemidir.Bu çalışmada, AISI 430 ferritik paslanmaz çelik ve AISI 1040 çelik çifti farklı üretim parametreleri (akım şiddeti, plazma gaz akış debisi, kaynak hızı ve nozul çapı) kullanılarak, anahtar deliği plazma ark kaynak yöntemi ile kaynak ağzı açmadan ve ilave tel kullanmadan birleştirilmiştir. Ayrıca, üretim parametrelerinin kaynaklı bağlantıların birleşme bölgesinde meydana gelen mikroyapısal değişim ve mekanik özellikler üzerine olan etkileri araştırılmıştır.Çalışmada kaynak sonrası numunelerin mekanik özellikleri ve mikroyapıları; çekme testi, optik mikroskopi ve SEM ile incelenmiş, kaynak bölgesinde Vickers sertlik skalası ile sertlik dağılımı belirlenmiştir. Kaynak bölgesinde özellik gösteren yapılar EDAX ve XRD ile analiz edilmiştir. Ayrıca, çekme ve çentik darbe testi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri SEM ile incelenerek kırılma tipi belirlenmiştir.Çalışma sonucunda işlem parametrelerinin, birleşme kalitesi ve kaynaklanma derinliği üzerinde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Farklı kimyasal kompozisyona sahip AISI 430 ve AISI 1040 çelik çiftinin PTAW yöntemi ile birleştirilmesinde, uygun akım şiddeti, plazma gaz debisi ve kaynak ilerleme hızı kombinasyonlarında kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir.Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümünde paslanmaz çelik ve türleri, paslanmaz çeliklerde kullanılan kaynak yöntemlerinden bahsedilmiş, plazma ark kaynağı hakkında geniş bilgiye yer verilmiştir. Aynı zamanda bu bölümde, güncel literatürlerden örnekler verilerek yapılan çalışmaların amaçlarından bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları ele alınmıştır. Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken, deney sonuçları irdelenmiş, beşinci ve son bölümde de çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar verilmiştir.Anahtar kelimeler: Anahtar Deliği Plazma Ark Kaynağı, AISI 430 Ferritik Paslanmaz Çelik, AISI1040 çeliği.
Sıcak presleme tekniğiyle üretilen CoCrMo toz alaşımının sinterleme sıcaklıklığının mikroyapı üzerine etkisinin araştırılması
Bu çalışmada CoCrMo toz metal alaşımı sıcak presleme tekniğiyle üretilmiştir veüretilen bu numunelerde mikroyapısal ve mekaniksel olarak incelemede bulunulmuştur. %67.5 Co, % 27.5 Cr, % 5 Mo oranında karıştırılan metal tozları 88 tipi 360º dönebilenkarıştırıcıda polietilen glikol (PEG) yağlayıcı ve Cr kaplı bilyalar eklenerek homojen birşekilde karıştırılmıştır. Daha sonra hazırlanan karışımlar grafit kalıplara doldurularak argongazı atmosferindeki tam otomasyonlu sıcak preste 750, 800, 850, 900 ºC'deki dört farklısıcaklıkta 115 Bar basınç altında sinterlenerek deney numuneleri elde edildi. Bunumunelere imalat sonrası gerekli metalografik işlemler yapıldıktan sonra üç noktadaneğme, kırık yüzey, mikrosertlik, yoğunluk ölçümü, mikroyapı, XRD incelemeleriyapılmıştır.Deneysel çalışmalar sonucunda sinterleme sıcaklığının artmasıyla birlikte eğilmeuzamamukavemetlerinin, mikrosertliklerin ve yoğunlukların doğrusal olarak arttığı; bunakarşın gözenekliliğin 3 nolu numune haricinde doğrusal olarak azaldığı gözlenmiştir. 3nolu numunede oluşan bileşik karakterli yapıların mikrogözeneklerde çökelmelere nedenolmasından dolayı topaklaşmalar görülmüştür. Mikroyapı incelemeleri neticesinde 750 ve800 ºC sinterleme sıcaklıklarının yetersiz olduğu ve bundan sonraki sinterlemesıcaklıklarında daha az gözenekli ve daha iyi bileşik karakterli yapıların olduğugözlenmiştir. 850 ºC sinterleme sıcaklığında ise yapraksı bölgeye denk geldiği için bileşikkarakterli yapıların çökelmeleri gözlenmiştir. XRD incelemelerinde ise numunelerin dahaçok elementel halde oldukları tespit edilmiştir. Artan sinterleme sıcaklığıyla birlikte Co-Mo arasında çok sayıda bileşik oluşmuştur. Cr'un ergime sıcaklığının çok yüksekolmasından dolayı bileşik oluşturmamış sürekli elementel halde bulunduğu tespitedilmiştir. Bu çalışmada; sıcak presleme tekniğiyle farklı sinterleme sıcaklıklarındaüretilen CoCrMo toz alaşımları 900 ºC' deki sinterleme sıcaklığında en iyi mikroyapı vebazı mekanik özelliklere sahip olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Sıcak presleme, Toz metalurjisi, mikroyapı, CoCrMo süperalaşım.
B2O3 katkılı kontak malzemesi üretimi ve özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada toz metalurjisi ve sıcak presleme yöntemiyle bakır esaslı bor oksit katkılı elektrik kontak malzemeleri üretilmiş ve bunların mikroyapı, mekanik özellikleri ile elektriksel iletkenlik incelenmiştir. Numunelerin üretimi için Cu tozlarına ağırlıkça % 1, 3, 5 ve 7 oranlarında toz halindeki B2O3 katılmış ve bunlar turbula tipi mikserde bilyeli olarak karıştırılmışlardır. Daha sonra elde edilen karışımlar grafit kalıplara doldurularak argon atmosferi altında 850 °C ve 115 MPa basınç altında sinterlenerek deney numuneleri elde edilmiştir. Bu numuneler üzerinde yoğunluk, sertlik, üç noktalı eğme, iletkenlik, mikroyapı, kontak performansı (2000-4000-6000 ve 8000 çevrim sayısında açma-kapama) ve X-ray incelemeleri yapılmıştır.Deneysel çalışmalar sonucunda B2O3 oranının artışı ile katkısız referans numuneye göre iletkenliğin düştüğü, sertliğin arttığı, yoğunluk ve üç noktalı eğme mukavemetinin ise % 1 B2O3 katkılı numunelerde maksimum olduğu görülmüştür. Kontak performansı deneylerinde ise en fazla ağılık kaybının % 7 B2O3 katkılı numunede ve en az ağırlık kaybının da %1 B2O3 katkılı numune olduğu gözlenmiştir. Kontak performans deneylerinden sonra kontak yüzeyleri incelenmiş ve en az tahrip olan yüzeyin %1 B2O3 katkılı numunede olduğu görülmüştür. Ayrıca kontak performansı incelemeleri öncesi ve sonrası numunelerde X-ray incelemeleri yapılmış ve kontak performansı deneyinden sonra tüm numunelerde CuO pikinin ortaya çıktığı anlaşılmıştır.
Mermer kesici takımlarda matris kompozisyonunun aşınma performansına etkisi
Mermer kesici takımlar doğal taş kesme işlemlerinde kullanılırlar ve matris kompozisyonu bu takımların aşınma performansı bakımından çok önemlidir. Matrisi meydana getiren metal tozları takım kalitesinin belirlenmesinde önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada Fe-Cu-Sn metal tozlarına ilave olarak Co elementi kullanılarak mermer kesici takım matrisleri üretilmiş ve bunların mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir.Yapılan çalışmada farklı bileşimlerde dört çeşit mermer kesici takım matrisi, 850 oC sıcaklıkta 35 MPa basınç altında dört dakika süre ile sinterlenerek üretilmiştir. Üretilen numuneler için sertlik ölçümü, üç noktalı eğme (three point bending) deneyi ve aşınma deneyleri yapılmıştır. Mikroyapı incelemeleri için optik mikroskop, SEM ve EDX çalışmaları yapılmıştır.Bu çalışmanın sonucunda, en yüksek sertliğe % 20 Co ilaveli N4 numunesinin sahip olduğu anlaşılmıştır. Ana matrise Co ilavesiyle matris sertliğinin arttığı sonucuna varılmıştır. Üç noktalı eğme deneylerinde Co ilavesinin eğilme mukavemeti üzerine büyük bir etkisi olduğu gözlenmiştir. Diğer taraftan, artan Co ilavesiyle eğilme mukavemeti artmıştır. Aksine, Co ilavesiyle matris malzemesinin yüzde uzama miktarı ve aşınma direnci azalmıştır.
GTA yöntemi kullanılarak AISI 304 çelik yüzeyinin FeTi, FeB, FeW katkılı Stellite 6 ile alaşımlandırılması
Yüzey kaplama işlemlerinden biriside sert yüzey kaplama işlemidir. Sert yüzey kaplamaişlemi genellikle abrasyon, erozyon, darbe, oksidaston, kavitasyon vb. sebeplerle malzemelerde meydana gelen aşınma kaybını azaltmak için uygulanır. Aynı zamanda aşınmış malzemelerin kullanım ömürlerini uzatmak ve yeniden ekonomiye kazandırmak için de kullanılır. Co esaslı süper alaşımlı malzemeler bu işlem için uygun malzemelerdir.Bu alaşımda AISI 304 paslanmaz çeliği ana malzemenin yüzeyi Stellite-6 + FeTi, FeB, FeW, FeMo alaşımlı malzemeler ile GTA kaynak yöntemi ile kaplanmıştır. Kaplama işlemi tek kat olarak yapılmıştır. Kaplama işleminden önce ana ve kaplama malzemelerinin kimyasal analizleriyapılmış. Yapılan bu kaplamalardan uygun şekilde hazırlanan numuneler metalografik incelemelere hazır hale getirilmiş ve incelenmiştir. Kaplanan tabaka ve geçiş bölgesi mikroyapı, mikro ve makrosertlik, SEM ve X-RD analizleri ile incelenmiştir. Gerçekleştirilen kaplamalar sertlik ve mikroyapı yönünden incelenmiş, bu incelemeler sonucunda yapılan alaşımlamaların etkileri belirlenmiştir.
Nano yapılı metal oksit yarıiletkenler kullanılarak foto diyotların üretilmesi
Bu tezde katkısız ve katkılı CdO ve ZnO filmler sol jel yöntemi ile hazırlandı. CdO ve ZnO filmler spin coater metodu kullanılarak cam altlık üzerine oluşturuldu. Hazırlanan CdO ve ZnO filmlerin yasak enerji band aralığını belirlemek için absorbans, transmitans ve reflektansları ölçüldü. Filmlerin yapısal özellikleri XRD ve AFM tekniği ile araştırıldı. XRD sonuçları CdO ve ZnO filmlerin polikristal yapıya sahip olduğunu doğruladı.Hazırlanan Al/p-Si/CdO/Al ve Al/p-Si/ZnO/Al diyotların akım-voltaj, fotoakım, kapasite-voltaj ve iletkenlik-voltaj elektriksel karakterizasyonu ölçümleri gerçekleştirildi. Diyotların arayüzey özellikleri ve elektriksel parametreleri Ni ve Al katkılara bağlı olarak değişti.Al/p-Si/CdO/Al ve Al/p-Si/ZnO/Al diyotların doğrultma ve fotocevap özellikleri katkı miktarına bağlı olarak değişti. Al/p-Si/CdO/Al ve Al/p-Si/ZnO/Al diyotlarda en iyi foto duyarlılığı %0.1 Al ve Ni katkılar için gösterdi.Al/p-Si/CdO/Al ve Al/p-Si/ZnO/Al diyotların fotocevap özelliklerinin farklı metal katkılar kullanılarak bu özelliklerin geliştirilebildiği bulundu.
B4C takviyeli Al-Si alaşımlarının yarı katı-sıvı aralığında şekillendirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, bor karbür takviyeli (%5-10-15-20) alüminyum-silisyum esaslı kompozitler üretilmiştir. İkincil numuneler yarı katı aralığında şekillendirilerek özellikleri incelenmiştir. Yapılan çalışmada, yarı katı şekillendirme yönteminin, takviye oranının, takviye tane boyutunun, presleme basıncının, sinterleme atmosferinin ve sinterleme sıcaklığının etkileri dikkate alınarak incelemeler yapılmıştır. Mikroyapıların belirlenmesi ve incelenmesi için taramalı elektron mikroskobu(SEM) kullanılmıştır. X ışınları kırınımı (XRD) tayini ile üretilen numunelerde bulunan fazlar tespit edilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu enerji dağılım x ışını spektrometresi (SEM-EDS) tekniği kullanılarak sistemde oluşan fazların kimyasal içeriği belirlenmeye çalışılmıştır.Yarı katı şekillendirme işlemi porozite özelliğini etkilemiş, yapıdaki poroziteler azalmış ve daha yoğun bir kompozit elde edilmiştir. Çalışmada uygulanan yarı katı-sıvı aralığında şekillendirme yönteminin matris ve takviye arasındaki bağlantıyı kuvvetlendirdiği ortaya çıkmıştır. Numunelerde matris ve takviye partikülleri arasında AlB10, AlB12, Al3SiB48, Al8B4C7 gibi intermetalik bileşiklerin oluştuğu gözlenmiştir.Yapılan çalışmalar sonucunda, numunelerde sertlik, artan bor karbür ilavesi ile artmaktadır. Ancak aynı oranda bor karbür ilaveli numunelerin yarı katı şekillendirilmeye bağlı olarak sertlik değerleri daha çok artmıştır. Toz metalurjisi ile üretilen numunelerde en yüksek sertlik değeri %20 B4C takviyeli N5 numunesinde 71.3 HV olarak ölçülmüştür. Yarı katı şekillendirilen numunelerde ise sertlik değerleri artış göstermiş en yüksek sertlik değeri %20 B4C takviyeli N10 numunesinde 85.4 HV olarak ölçülmüştür.Anahtar kelimeler: Al-Si, B4C, Kompozit, Yarı Katı Şekillendirme
Plazma püskürtme yöntemi kullanarak yüzeyi AI203-TiO2 tozlarıyla kaplanan düşük karbonlu çeliğin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada, Al2O3-TiO2 kompozit kaplamaları farklı oranlarda karıştırılmış mikron tane boyutundaki Al2O3 ve TiO2 tozlarının atmosferik plazma sprey (APS) yöntemi kullanılarak SAE 1040 çeliği yüzeyinde üretildi. TiO2 ilavesinin kaplamanın mikroyapı, faz bileşimi ve mikrosertlik özellikleri üzerine etkisi taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS), X-ışın difraktometresi (XRD) ve mikrosertlik testi ile araştırıldı. Sonuçlar Al2O3-TiO2 kompozit kaplamalarının hem tamamen ergimiş bölgeler hem de kısmen ergimiş bölgelerden oluştuğunu ve tamamen ergimiş bölgelerin lamelli bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir. Tozlardaki kararlı ?-Al2O3 ve anatase-TiO2'den Al2O3-TiO2 kompozit kaplamasında baskın halde bulunan yarı kararlı ?-Al2O3, rutil-TiO2 ve Al2TiO5'e faz dönüşümü gözlenmiştir. TiO2 toz miktarının artmasıyla gözenek miktarında azalma tespit edilmiştir. Kaplama tabakasının mikrosertlikliği alt tabaka malzemesine göre 3-4.5 kat daha yüksektir. Kaplamaların ortalama mikrosertlik değerleri 650-850 HV olarak değişmiştir.
AISI 4340 çeliğinin nitrürasyon ve GTA kaynak yöntemi ile yüzey modifikasyonu işlemleri sonrası mekaniksel davranışların araştırılması
ÖZET Doktora Tezi ÂISI 4340 ÇELİĞİNİN NİTRÜRASYON VE GTA KAYNAK YÖNTEMİ İLE YÜZEY MODİFİKASYONU İŞLEMLERİ SONRASI MEKANİKSEL DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI Soner BUYTOZ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 174 Bu çalışmada, yüksek mukavemetli düşük alaşımlı A1SI 4340 çeliğine, üç farklı yöntemle yüzey özellikleri değiştirilerek, mikroyapıda oluşacak karbür ve diğer fazların, malzemenin sertliğine ve abrasiv aşınma davranışlarına olan etkileri araştırılmıştır. Bu nedenle, A1SI 4340 çelik numunelerine geleneksel yüzey modifikasyon tekniklerinden yüzey sertleştirme/tavlama işlemi, nitrokarbürleme ve gaz tungsten ark (GTA) yöntemiyle yüzey modifikasyonu yapılmıştır. Mikroyapı incelemelerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (scanning electron microscope SEM) ve noktasal analiz tekniği (energy dispersive spectograph EDS) mikro analizleri ile birlikte X-ışını difraksiyonu (X-ray diffraction XRD) analizlerinden faydalanılmıştır. Yüzeydeki modifîye edilen tabakanın sertliği, mikrosertlik cihazlarıyla ölçülmüş ve yüzey tabakasının aşınma direnci pin-on-disk test metoduyla bulunmuştur. Aşınma testleri sonrası numunelerin kütle kayıpları tespit edilerek aşınma oranlan elde edilmiştir. Birinci gruptaki AISI 4340 çelik malzemeleri; 850 °C de ostenitleme ve yağda su verme işlemini takiben, 450, 550 ve 650 °C gibi farklı temper sıcaklıklarında 60, 120 ve 240 dakika gibi sürelerle temperleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Ostenitleme ve yağda su verme işlemiyle AISI 4340 malzemesinden çıta tipi martenzitik yapı elde edilmiştir. Martenzitik yapının değişik sıcaklık ve sürelerde temperlenmesiyle mikroyapıda ferrit ve ferrit matrisinde dağılmış karbürlere rastlanılmıştır. 450 °C temper sıcaklığı için işlem süresinin yeterli olmamasının bir sonucu olarak, abrasiv aşınma miktarı yüksek çıkmıştır. Martenzit yapılı numuneyle temperlenen numunelerin abrasiv aşınma testlerinde minimum aşınma değeri 650 °C de 2 saat süreyle temperlenen malzemeden elde edilmiştir. Bu malzemede mikroyapının rekristalizasyona uğraması ve dislokasyon bölgelerinin nispeten az olmasından dolayı kütle kaybı da düşmüştür. İkinci gruptaki malzemelere, 350 °C de ön ısıtma ve 580 °C de 30, 60 ve 120 dakika sürelerle nitrokarbürleme işlemi yapılmıştır. İşlem sonrası Fe3N ve Fe3N+Fe4N fazlarına rastlanılmıştır ve sürenin uzamasıyla tabaka kalınlığı ve sertlikte yükselme kaydedilmiştir. Sertlik değerleri, işlem süresine bağlı olarak 700-750 HV arasında değişim göstermiştir. Nitrokarbürleme şartlarına bağlı olarak, minimum kütle kaybı 120 dakika süreyle nitrokarbürlenen malzemede elde edilmiştir. XIIIÜçüncü gruptaki malzemelere, ferrokrom karbon (FeCrC) ve WC taneleri, gaz tungsten ark (GTA) yöntemiyle farklı miktarlarda modifikasyonları yapılarak, oluşan yüzey tabakalarının mikroyapılan, sertlikleri ve aşınma karakteristikleri incelenmiştir. FeCrC yüzey modifikasyonlu numunelerde, ötektik altı ve ötektik üstü mikroyapılar elde edilmiştir. Ötektik altı yapı, kübik yüzey merkezli ostenit fazıyla beraber, hegzagonal sıkı paket yapılı M7C3 (M= Cr, Fe) karbürlerinden oluşmuştur. Ötektik üstü mikroyapılarda ise, birincil M7C3 karbürleri ve ostenit fazları tespit edilmiştir. Toz miktarının az, üretim hızının düşük ve enerji girdisinin de yüksek olmasıyla, Fe, Cr ve C konsantrasyonunca zengin dendritik yapı meydana gelmiştir. WC ile yapılan yüzey modifikasyonunda, ara yüzeye doğru yönlenmiş dendritler ile birlikte, farklı biçim ve konsantrasyonlara sahip Fe, C, W ce zengin M7C3, M21C6, W2C ve Fe^W^C karbürlerine rastlanılmıştır. FeCrC tozuna farklı miktarlarda WC ilavesi yapılarak üretilen yüzey modifikasyonlu malzemelerde ise, kübik yüzey merkezli ostenit (y) ve M7C3 (M=Cr,Fe,W) ile WC karbürlerini içeren mikroyapılar meydana gelmiştir. Üst tabakanın sertlik değerleri yapıdaki mevcut faz ve karbürlerin varlığından dolayı önemli ölçüde yükselmiştir. Sertlik değerleri FeCrC tozlarıyla yapılan yüzey modifikasyonlu malzemelerde 712- 861 HV arasında değişirken, WC ilavesiyle 950-1150 HV arasında değişim göstermiştir. WC kaplamalarında ise 1200 HV değerlerine ulaşılmıştır. FeCrC tozlarıyla yapılan modifikasyonda maksimum kütle kaybı üretim hızının yüksek, toz miktarının ve enerji girdisinin düşük olduğu numunede elde edilmiştir. FeCrC a WC ilavesiyle yapılan yüzey modifikasyonunda, aşınma uzun mesafelerde kaymayla sonuçlandığından, kütle kaybı, FeCrC kaplamalarından daha düşük değerlerde kalmıştır. WC ile yapılan yüzey modifikasyonlu malzemeler ise diğer FeCrC ve FeCrC/WC modifikasyonlu numunelere göre çok daha düşük kütle kayıplarına uğramışlardır. Bu da, WC modifikasyonlu malzemelerin yapısında WC ve W2C gibi sert karbürlerin homojen dağılımından dolayıdır. Anahtar Kelimeler: Yüzey modifikasyonu, yüksek karbonlu ferrokrom, abrasiv aşınma. XIV
Ni-Ti anlaşımı bir biyomalzemenin üretimi ve in-vivo şartlarda biyouyumunun araştırılması
Son yıllarda biyomalzemeler yaygın olarak biyomedikal uygulamalarda kullanılmaktadır. Özellikle, Ni-Ti alaşımları günümüzde en çok çalışılan biyouyumlu malzemelerdendir. Bu çalışmada, biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılan Ni ve Ti malzemelerden bir kompozit üretilmiştir. Kompozit, % 49 Ni ve % 51 Ti olacak şekilde uygun bir karıştırıcıda karıştırılarak kalıp içinde soğuk biçimde 200 MPa basınç altında preslenip sinterlenmiştir. Ayrıca tutuşturma yöntemiyle malzemeye gözeneklilik kazandırılmış ve numuneye son şekli verilmiştir. Cerrahi operasyon için numuneler daha sonra Veteriner Fakültesi' ne gönderilmiştir. Numunelerin periyodik kan testleri alınarak in-vivo ortamda göstermiş oldukları biyouyum değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ni-Ti, NiTinol, Biyomalzemeler, Gözeneklilik, Biyouyumlıilük.
Cu-Sn-Zn-Al bronz alaşımı yüzeyine ferromangan kaplamasının aşınma direncine etkisinin deneysel olarak araştırılması
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Cu-Sn-Zn-Al BRONZ ALAŞIMI YÜZEYİNE FERROMANGAN KAPLAMASININ AŞINMA DİRENCİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI Serkan ÖZEL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 96 Bu çalışmada döküm yoluyla elde edilen Cu-Sn-Zn-Al bronz alaşımının yüzeyine ferromangan alaşım tozu, gaz tungsten ark (GTA) kaynak yöntemiyle geçiştirilerek oluşan yüzey tabakasının sertlik, mikro yapı ve aşınma karakteristikleri incelenmiştir. Döküm sonrası numunelerin yüzeyleri temizlenerek farklı miktarlardaki ferromangan tozlan numune yüzeylerine yapıştırılmıştır. Daha sonra GTA yöntemi ile numune yüzeylerine ferromangan tozları geçiştirilerek yüzeyde alaşımlı bir tabaka oluşturulmuştur. Kaplanmış numunelerin kaplama bölgesinden çıkarılan kesitlerden kaplamanın sertlik, mikro yapı ve aşınma gibi özelliklerine bakılmıştır. Mikro yapı incelemelerde optik mikroskop, elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dispersive spektrograph (EDS) kullanılmıştır. Aşınma deneyi blok-on-ring aşınma metodu ile tespit edilmiştir. Kaplanmış numunelerin yüzeylerinden alman sertlik testleri, toz yedirme miktarının artmasıyla sertliğinde arttığını göstermiştir: Sertlik değerleri ile aşınma karşılaştırıldığında, sertlik artışına paralel olarak ağırlık kaybının arttığı ortaya çıkmıştır. Anahtar Kelimeler : Adhcsiv Aşınma, Yüzey Modifikasyonu, Ferromangan. IX
Düşük karbonlu yumuşak çeliklerin Co esaslı süper alaşım elektrotları ile kaplanabilirliğinin araştırılması
ÖZET Doktora Tezi DÜŞÜK KARBONLU YUMUŞAK ÇELİKLERİ Co ESASLI SUPER ALAŞIM ELEKTROTLARI İLE KAPLANABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Mehmet YAZ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 2005, Sayfa: 102 Çok çeşitli yüzey kaplama işlemleri vardır ve bunlardan biriside sert yüzey kaplama işlemidir. Sert yüzey kaplama işlemi genellikle abrasyon, erozyon, darbe, oksidasyon, kavitasyon vb. sebeplerle malzemelerde meydana gelen aşınma kaybım azaltmak amacıyla uygulanır. Aynı zamanda aşınmış parçaların kullanım ömürlerini uzatmak ve yeniden ekonomiye kazandırmak için de kullanılır. Co esaslı süper alışımlı malzemeler bu işlem için uygun malzemelerdir. Bu çalışmada düşük karbonlu, orta karbonlu ve Cr-Ni'li paslanmaz çelik ana malzemelerinin yüzeyleri Stellite 1, Stellite 6 ve Stellite 12 süper alaşım kaplama malzemeleri ile elektrik ark ve TIG kaynak yöntemleri ile kaplanmıştır. Kaplama işlemi tek kat olarak yapılmıştır. Kaplama işleminden önce ana ve kaplama malzemelerin kimyasal analizleri yapılmıştır. Yapılan bu kaplamalardan uygun şekilde hazırlanan numuneler, metalografîk incelemelere hazır hale getirilmiş ve incelenmiştir. Kaplanan tabaka ve geçiş bölgesi, mikroyapı, mikrosertlik, taramalı elektron mikroskobu ve X ışınlan incelemelerine tabi tutulmuştur. Gerçekleştirilen kaplamaların sertlik ve mikroyapı yönünden birbirlerini etkiledikleri görülmüştür. Anahtar kelimeler: Stellite, Cr-Ni'li çelik, sert yüzey kaplama, karbonlu çelik IX
45Mn5 ıslah çeliğinin ısıl işlem ve ergitme yöntemleri ile yüzey modifikasyonu işlemleri sonrası mekaniksel davranışlarının incelenmesi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi 45Mn5 ISLAH ÇELİĞİNİN ISIL İŞLEM VE ERGİTME YÖNTEMLERİ İLE YÜZEY MODİFİKASYONU İŞLEMLERİ SONRASI MEKANİKSEL DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Serkan ISLAK Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 2005, Sayfa: 105 Bu çalışmada, 45Mn5 ıslah çeliğine GTA yöntemi ile silisyum karbür (SiC) tozu kullanarak yüzey alaşımlama işlemi uygulanmıştır. Numune kalınlığı sabit tutulup tozun farklı miktarları (gram) kullanılmış olup, bunun yanında enerji girdisi, kaplama hızı ve kaplama akımı gibi işlem parametreleri değişken tutulup; bunların mikroyapısal değişmelere, mikrosertliğe, makrosertliğe ve abrasiv aşınma direncine karşı etkileri araştırılmıştır. Kaplamanın mikroyapısı, optik mikroskop (OM), taramalı electron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spectrum (EDS), X-ışını difraksiyonu (XRD) ve spectral analizler ile tespit edilmiştir. Modifiye tabakalarının sertlikleri mikrosrtlik ölçme cihazı ile abrasiv aşınma özellikleri ise pin-on- disk test yöntemi ile belirlenmiştir. Aşınma testleri sonrası numunelerin kütle kayıpları tespit edilerek aşınma oranları elde edilmiştir. Alt malzeme olarak 45Mn5 çeliği kullanılmış olup, SiC tozu 0.5, 1, 1.5, 2 ve 2.5 gr. miktarlarında kullanılmıştır. Bu miktar değişiminin kaplamanın özelliklerine etkisi incelenmiştir. SiC yüzey modifikasyonlu numunelerde, ötektik altı ve ötektik üstü mikroyapılar elde edilmiştir. Katılaşmanın hızlı olmasmdan dolayı dendritik yapı meydana gelmiştir. Dendritlerin boyutları, soğuma hızın yüksek olmasından dolayı, alaşımlanmış bölgenin üst kısmına doğru küçülmekte ve doğrultuları çeşitlenmektedir. Ayrıca farklı biçim ve konsantrasyona sahip Fe7C3, FeaC, FeSi2 ve vraFeo.4Mn3.6C karbür ve kompleks fazlarını içeren mikroyapılar meydana gelmiştir. Bu yapıların oluşumu kaplama hızı, enerji girdisi ve toz miktarına göre değişmektedir. Mikroyapıdaki FeSİ2 ve sert karbür (Fe7C3, Fe2C) fazlarının varlığından dolayı, kaplama yüzeyinin makrosertliği önemli ölçüde artmıştır. Ölçülen sertlik değerleri 510-1250 FTVYdir. Mikrosertlik ölçümlerinde ise; yüzeyden alt malzemeye doğru bir hat boyunca azalma olmuştur. Bu da kaplama hızı, soğuma hızı ve katılaşma olayı ile meydana gelen faz dönüşümü ile açıklanabilir. Aşınma oranları, abrasiv aşınma deneyi sonucunca elde edilen kütle kayıpları ölçülerek elde edilmiştir. SiC ile yapılan yüzey alaşımlama işleminde en yüksek kütle kaybının, kaplama hızının yüksek, enerji girdisinin düşük ve toz ilavesinin az olduğu şartlarda olduğu tespit edilmiştir. Minimum kütle kaybı ise düşük kaplama hızı, yüksek enerji girdisi ve yüksek toz miktarında tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: GTA yöntemi, yüzey alaşımlama, ısı girdisi, abrasiv aşınma, silisyum karbür (SİC). IX
Ferritik paslanmaz çeliğin korozyon davranışına karbür yapıcı alaşım elementlerinin etkilerinin incelenmesi
ÖZET Doktora Tezi FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KOROZYON DAVRANIŞINA KARBÜR YAPICI ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ Hülya EREN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Anabilim Dalı 2005, Sayfa: 134 Bu çalışmada ferritik paslanmaz çelik içerisine % 0.5, % 1 ve % 3 oranlarında niyobyum ve % 1 oranlarında molibden, vanadyum ve titanyum ilave edilerek elde edilen numunelerin korozyon davranışları incelenmiştir. Numuneler döküm yöntemiyle üretildikten sonra sıcak dövme ile şekillendirilmiştir. Korozyon deneyleri AC impedans tekniği ve kütle kaybı yöntemleri ile yapılmıştır. AC impedans deneyleri sonunda elde edilen polarizasyon dirençleri yardımıyla korozyon akımları kütle kaybı deneyleri sonucunda ağırlık kaybı belirlenerek korozyon hızlan hesaplanmıştır. Korozyon ortamı olarak 0.1 M H2SO4 ve 0.3 M HC1 çözeltileri kullamlmıştır. Numuneler korozyon testleri öncesi üç gruba ayrılmışlardır. Birinci grup numuneler ısıl işleme tabi tutulmamış, yani üretim şartlarında olan numunelerdir. İkinci grup numuneler 30 dakika boyunca 1 100 °C de tavlanarak, üçüncü grup numuneler ise 180 dakika boyunca 1100 °C de tavlanarak suda soğutulmuşlardır. SEM incelemeleri için numuneler 30 dakika ve 360 dakika korozyona maruz bırakılmıştır. Sonuçta 1100 °C de uygulanan ısıl işleminin bütün numunelerin korozyon dirençlerini artırdığı gözlenmiştir. Ayrıca, korozyon dirençleri birbirine çok yakın olmasına rağmen en iyi sonuç molibdenli numunede gözlenmiştir. Bu tür çeliklerin sülfürik asit ortamına oranla klorürlü ortamlarda daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ferritik paslanmaz çelik, korozyon, alaşım elementi, ısıl işlem. IX
Alüminyum metal köpüklerinin difüzyon kaynağı (TLP) davranışının incelenmesi
Yüksek Lisans Tezi ALÜMİNYUM METAL KÖPÜKLERİNİN DIFUZYON KAYNAĞI DAVRANIŞININ İNCELENMESİ Seda BİLHAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 2005, Sayfa : 57 Bu çalışmada, alüminyum tozu ve çözülebilir bir tuz kullanılarak toz metalürjisi tekniği ile alüminyum metal köpüğü, üretilmiştir. Bunun için alüminyum ve tuz tozu % 10, % 20, % 30 oranlarında mekanik olarak karıştırılmıştır. Karışım hidrolik preste 200 MPa'lık basınç altında sıkıştırılmıştır. Sıkıştırılan malzemeler fırında 630 °C sıcaklıkta sinterlenmiştir. Sinterlenen numuneler ılık su banyosunda yıkanarak, yapıdaki tuz eritilmiş ve yapı hücreli hale getirilmiştir. Üretilen alüminyum metal köpüğünden 10x10 mm kesitindeki numuneler argon atmosferinde 3 MPa'lık basınçta, 600 °C sıcaklıkta, 20, 40, 60 dakikalık sürelerde ve A 1047 alüminyum ara tabaka kullanılarak difüzyon kaynağı ile birleştirilmiştir. Birleştirilen numunelerin iç yapısı, kaynak öncesi optik mikroskopi, SEM ve EDS analizleriyle, kaynak sonrası numunelerin yüzeyleri optik mikroskopi analizleriyle tespit edilmiş ve kaynaklı bağlantının mekanik dayanımı bindirme kayma testi ile belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Difüzyon kaynağı, toz metalürjisi, Al köpükleri, gözenekli malzemeler. VI
Pb-sn-cu alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine mo, sb, b ve b2o3 ilavelerinin etkilerinin incelenmesi
ÖZETYüksek Lisans TeziPb-Sn-Cu ALAŞIMININ M KROYAPI VE MEKAN KÖZELL KLER NE Mo, Sb, B VE B2O3 LAVELER N NETK LER N N NCELENMESMurat KARTALFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetalurji Eğitimi Anabilim Dalı2006, Sayfa: 66Bu çalışmada; % 73,4 Pb % 23,4 Sn ve % 3,2 Cu içeren bir kaymalı yatak malzemesininmikro yapı ve mekanik özelliklerine % 5-6 boroksit, % 5-6 antimon ve % 3-4 molibden partikülkatkılarının etkileri araştırılarak, optimum değerler belirlenmeye çalışılmıştır.Çalışma, kurşun bronzlarının yüksek hızda çalışan kaymalı yataklar için mükemmel bir alaşımolması nedeniyle, mikro yapı ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi açısından büyük önemtaşımaktadır.Bu nedenle, yukarıda belirlenen bileşimde metal pota içerisinde ergitilen Pb-Sn-Cu alaşımınaboroksit, antimon ve molibden katılmış ve çelik malzemeden yapılan kokil kalıba dökülmüştür. Pb-Sn-Cu alaşımı malzeme ergitildikten sonra Mo, Sb, B2O3 tozları sırasıyla katılmış ergiyik katılaşıncayakadar karıştırılmıştır. Katılaşma oluşunca alaşım tekrar ergitilmiş ve karıştırma işlemine devamedilmiştir. Böylece toz halindeki alaşım elementlerinin homojen bir karışım sağlayabilmesi içinergitme ve karıştırma işlemi beş kez tekrarlanmıştır. Döküm sonrasında malzemenin mikro yapı veImekanik özelliklerine Mo, Sb, B2O3 tozlarının etkileri, metalografik ve mekanik muayeneyöntemleriyle incelenmiştir. Ayrıca alaşımın faz yapısında ve mekanik özelliklerinde meydana gelendeğişiklikler (Scanning Electron Microscopy) SEM incelemeleri, (Elcetron Difraction Shot) EDS, (X-Ray Diffraction) XRD, (Differantial Thermal Analysis) DTA, (Thermal Gravimetris Analysis) TGAanalizleri, çekme ve sertlik deneyleriyle tespit edilmiştir.Çalışmanın 1. Bölümünde Pb-Sn-Cu alaşımları ve bu alaşımların önemi, 2. Bölümündemateryal ve metod verilmiştir. Ayrıca bu bölümde alaşımı oluşturan elementlerin teknik özellikleri,kurşun alaşımları, demir dışı metal dökümcülüğü ve çeşitleri, kurşun için kullanılan dağlayıcılaranlatılmıştır, 3. Bölümde deney malzemelerinin üretimi ve deneysel çalışmalar hakkında bilgilerverilmiştir, 4. Bölümde de deney sonuçları açıklanmış ve sonuçların bir değerlendirilmesi yapılmıştır.Sonuç olarak, % 72-74 Pb- % 3-3,5 Cu- % 23-24 Sn alaşımına B2O3, Mo ve Sb bileşik veelementlerinin toz olarak ilavesiyle, alaşımın çok yüksek olan sünekliği, B2O3, Sb elementlerininetkileriyle önemli derecede azalmıştır. Ancak molibden katkısı, kopma sürecini geciktirmiş vesünekliği bir miktar artırıcı etki göstermiştir. Pb-Sn-Cu alaşımı malzemenin çok düşük olan sertliğiB2O3, Sb ve Mo elementlerinin toz olarak ilavesiyle önemli derecede artmıştır. Ayrıca, B2O3, Sb veMo partikü1 toz katkılarının, faz dönüşüm sıcaklıklarını az oranda düşürdüğü anlaşılmıştır. Dökümsonrası oluşan yapılar α Pb+ β ötektik faz yapısı, Cu-Sn α-fazı, Cu3Sn ε-fazı yapılarıdır. B2O3, MoSntanecik oluşumunda çekirdek görevi üstlenmişlerdir.Anahtar kelimeler: Pb-Sn-Cu Alaşımı; Bor, Antimon, Molibden, Mikroyapı, Mekanik Özellik, X-Işını Kırınımı, DTA, TGA, Kokil Döküm.II