Development of microstructural and mechanical properties of aluminum alloys by equal channel angular pressing (ECAP) process


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MEHMET MAHSUN YEŞİL

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mücahit Sütçü

Eş Danışman: Ebubekir Atan

Özet:

Eş kanal açılı presleme (EKAP) yöntemiyle aluminyum alaşımlarının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

Yoğun bir şekilde kuvvet uygulanarak malzemelerin yapısını kalıcı halde değiştirip iyileştiren Aşırı Plastik Deformasyon (APD) yöntemi, malzemelerin mekanik ve yapısal özelliklerini mükemmel derecede geliştirmesi açısından güçlü bir potansiyele sahiptir. APD yöntemlerinden biri olan Eş Kanallı Açısal Presleme (EKAP) tekniği de aynı çaplara sahip açısal olarak kesişen iki kanaldan stres uygulanarak numunenin geçirilmesi sonucu malzeme yapısında mikronaltı veya nano ölçekte taneciklerin oluşumunu sağlar. EKAP, son zamanlarda nano yapılı malzemelerin üretiminde favori aday yöntemlerden biri haline gelmiştir. Bu araştırmanın ve ilgili deneyin ana hedeflerinden biri, malzemenin özelliklerinin uygulanan progresif ve şiddetli basınç altında nasıl gelişim gösterdiğini anlamaya çalışmaktır. Bu süreç doğrudan malzemenin iç yapısı ve dokusu ile ilgilidir. Üstün özelliklere sahip daha sağlam bir malzeme yapısının elde edilmesi her zaman amaçlanmıştır. Malzeme mukavemeti, dislokasyonların kristal kafes boyunca hareketini kısıtlamaya dayanan teori ile açıklanır. Bu çalışmada, Eş Kanallı Açısal Presleme (EKAP) tekniği kullanılarak mikro/nano tanecikli yapı elde edilmiesi hedeflenmiş ve metallerin mikroyapısal ile mekanik özelliklerindeki değişikliklerin incelenmesi yapılmıştır. Bu amaçla İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Makine Mühendisliği Laboratuvarında ardışık bir dizi EKAP deneyleri gerçekleştirilmiştir. Daha önce herhangi bir ısıl işleme tabi tutulmayan 12 mm çap ve 30 mm uzunluğa sahip olan çubuklar, numune kütükleri olarak kullanıldı. 2mm/s hızında 120 ton kapasiteli bir hidrolik pres ve hassas bir şekilde işlenmiş 120°'lik kesişen kanalları olan kalıp (Φ = 120°, ψ = 20°) kullanılmıştır. Bu araştırmadaki tüm EKAP deneyleri 120°C sıcaklık koşullarında gerçekleştirilmiştir. İşlemin her tekrarlanmasından önce örnek, BC rotası kullanılarak döndürülmüştür. Daha sonra EKAP uygulanan numuneler üzerinde analiz yapılmış ve kristal yapıdaki değişiklikler ile mikroyapısal ve mekanik özellikler incelenmiştir. EKAP uygulanan örneklerin kristal tane yönlerinde değişikliklerin meydana geldiği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda mikroyapıdaki tane ebatları ECAP sonucunda küçülmüş olup ayrıca mikro sertlik değerlerinde de belirgin artışlar meydana geldiği tespit edilmiştir.