Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CİHAT ENSARİOĞLU
Danışman: Mustafa Cemal Çakır
Özet:Kapalı hücreli alüminyum köpük malzemeler; mukavemet/ağırlık oranlarının, bası yükleri karşısında mekanik enerji emme kabiliyetlerinin, ses ve ısı yalıtım kapasitelerinin, (polimerik köpük gibi malzemelere göre) ergime sıcaklıklarının, geri-dönüşüm oranlarının yüksek olması nedeniyle bilimsel ve teknolojik (ticari-askeri) alanda dikkat çeken yeni nesil malzemelerdir. Bu çalışmada, toz metalürjisi yöntemiyle üretilen alaşımlı alüminyum köpüklerin (850 ve 7075) köpürme ve talaşlı imalat süreçleri araştırılmıştır. Köpürtme çalışmalarında, matris malzemenin benzetimli analizine dayanan kısımda, JMatPro ile, ergime-katılaşma aşamaları analiz edilmiştir. Köpürme ile ilgili deneysel kısımda, ilk olarak üretim faktörlerinin, malzemenin özelliklerini etkileyen ve bir kısmı görüntü analizi ile (ImageTool ile) bulunan şekilsel karakteristiklere (genleşme oranı, ortalama hücre alanı, dairesellik, kesit homojenliği) olan etkisi incelenmiş ve optimize edilmiştir. İkinci olarak ise, alaşım elementlerinin genleşme oranı ve kesit homojenliğine etkisi belirlenmiştir. Köpürtmede, Minitab ile yapılan deneysel tasarımlar (Taguchi, yanıt yüzey metodu -RSM-, karışım) kullanılmış ve sonuçlar bu programla analiz edilmiştir. Köpüklerin; XRD niteliksel faz analizi, SEM-EDX haritalama, SEM görüntüleme, mikro-sertlik ölçüm işlemleri yapılmıştır. Talaşlı imalat çalışmalarında; ilk olarak bazı kesme faktörlerinin (kesici takım tipi, kesme hızı, diş başına ilerleme) çeşitli değerleri denenmiş, ikinci olarak ise malzemenin alaşım oranları değiştirilerek denemeler yapılmış; işlenebilirliğin niteliksel değişimi (iş-parçasında sıvanma, takımda sıvanma, takım aşınması) araştırılmıştır. Taguchi deneylerinde, 7075 ve 850 için; köpürtücü madde yüzdesi, ikinci sıkıştırma basıncı, genleştirme sıcaklık ve süresi en önemli faktörler olmuştur. 850 için, fırın ilk sıcaklığının düşük olması, makro-yapıyı iyileştirmiştir. 7075 için, kalite karakteristiklerinin istenen seviyelerine ait köpürtme faktörleri değerlerini tavsiye edecek ve köpürtücü madde yüzdesini düşürmek için de kullanılabilecek doğrusal bir model RSM ile elde edilmiştir. 850 için (benzetimli faz analiziyle de yorumlanabilecek şekilde); bakırın, genleşme oranı, nikelin ise kesit homojenliği anlamında belirleyici olduğu görülmüştür. XRD, SEM, SEM-EDX haritalama analizlerinde, suda soğutulmuş olsa da 850 referanslı alaşımlarda CuAl2 fazına rastlamıştır. 850 referanslı alaşımlarda mikro-sertlik 40-60 HV0,1 çıkmıştır. Talaşlı imalat deneylerinde; kesme hızının artmasının serbest yüzeydeki talaş yapışmalarını artırdığı, ilerlemedeki artışın ise azalttığı görülmüştür. Tüm alaşımlar için, iş-parçasında gözle görülür bir sıvanma gerçekleşmemiştir.