Geri Dön

Tİ-6AL-7NB alaşımının nanoakışkan kullanılan minimum miktarda yağlama yöntemiyle sürdürülebilir frezelenmesi ve NSGA-III yöntemi ile optimizasyonu

Sustainable milling of Tİ-6AL-7NB alloy using nanofluid-assisted minimum quantity lubrication and optimization by NSGA-III method

PDF İndir

  1. Tez No: 1019478
  2. Yazar: BATUHAN NAMAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALPER UYSAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Titanyum esaslı alaşımlar, yüksek özgül dayanım, korozyon direnci ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle implant, havacılık ve hassas mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak Ti-6Al-7Nb alaşımının düşük ısıl iletkenliği, talaşlı imalat sırasında yüksek sıcaklık oluşumuna ve takım aşınması, yüksek kesme kuvvetleri ile yüzey kalitesi problemlerine neden olmaktadır. Bu çalışmada Ti-6Al-7Nb alaşımının frezelenmesinde kuru kesme, Minimum Miktarda Yağlama (MMY), hBN katkılı nanoakışkanlı MMY, MoS₂ katkılı nanoakışkanlı MMY ve hibrit (hBN+MoS₂) nanoakışkanlı MMY yöntemleri karşılaştırılmıştır. Deneyler sabit ilerleme miktarında (0,08 mm/dev), üç farklı kesme hızı (40, 70 ve 100 m/dak) ve üç farklı kesme derinliği (0,75, 1 ve 1,25 mm) kullanılarak toplam 45 deney şeklinde gerçekleştirilmiştir. Kesme kuvveti, ilerleme kuvveti, kesme sıcaklığı, yüzey pürüzlülüğü ve güç tüketimi ölçülmüş; enerji tüketimi, karbon emisyonu ve toplam imalat maliyeti hesaplanmıştır. Ayrıca talaş morfolojisi xiv incelenmiş ve elde edilen veriler NSGA-III ve entropi tabanlı CoCoSo yöntemleriyle optimize edilmiştir. Sonuçlar, en kötü performansın kuru kesmede elde edildiğini, nanoakışkan katkılı MMY yöntemlerinin ise tüm performans göstergelerinde önemli iyileşmeler sağladığını göstermiştir. Özellikle hibrit nanoakışkanlı MMY koşullarında kesme kuvveti yaklaşık %40, kesme sıcaklığı ise %50'den fazla azalmıştır. Yüzey pürüzlülüğünde %11–66 arasında iyileşme elde edilmiş, daha kısa ve kontrol edilebilir talaş yapıları gözlenmiştir. Ayrıca enerji tüketimi, karbon emisyonu ve üretim maliyetlerinde düşüş sağlanmıştır. En iyi sonuçlar hibrit nanoakışkanlı MMY yöntemiyle elde edilmiş ve bu yöntemin Ti-6Al-7Nb alaşımının sürdürülebilir frezelenmesinde etkili bir yaklaşım olduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Titanium-based alloys are widely used in implants, aerospace, and precision engineering applications due to their high specific strength, corrosion resistance, and biocompatibility. However, the low thermal conductivity of Ti-6Al-7Nb alloy causes excessive heat generation during machining, leading to tool wear, high cutting forces, and surface quality problems. In this study, the milling performance of Ti-6Al-7Nb alloy was investigated under dry cutting, Minimum Quantity Lubrication (MQL), hBN-reinforced nanofluid-assisted MQL, MoS₂-reinforced nanofluid-assisted MQL, and hybrid (hBN+MoS₂) nanofluid-assisted MQL conditions. Experiments were conducted at a constant feed rate of 0.08 mm/rev, three cutting speeds (40, 70, and 100 m/min), and three depths of cut (0.75, 1.00, and 1.25 mm), resulting in a total of 45 tests. Cutting force, feed force, cutting temperature, surface roughness, and power consumption were measured. Based on these measurements, energy consumption, carbon emissions, and total machining cost were calculated. Chip morphology was also analyzed, and the obtained experimental and xvi sustainability data were optimized using the NSGA-III algorithm and ranked through the entropy-based CoCoSo multi-criteria decision-making method. The results showed that dry cutting produced the poorest machining performance, whereas nanofluid-assisted MQL methods significantly improved all performance indicators. In particular, hybrid nanofluid-assisted MQL reduced cutting force by approximately 40% and cutting temperature by more than 50% under severe machining conditions. Surface roughness improvements ranging from 11% to 66% were achieved, while shorter and more controllable chips were observed. Furthermore, reductions in energy consumption, carbon emissions, and machining cost were obtained. Overall, hybrid nanofluid-assisted MQL exhibited the best performance and proved to be an effective and sustainable approach for milling Ti-6Al-7Nb alloy by enhancing machining efficiency while reducing environmental impact.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1011921

    Ti6Al7Nb alaşımının minimum miktarda yağlama ve ultrasonik titreşim destekli hibrit sürdürülebilir ortogonal tornalanmasının araştırılması

    Investigation of minimum quantity lubrication and ultrasonic vibration assisted hybrid sustainable orthogonal turning of Ti6Al7Nb alloy

    ERKİN DUMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER UYSAL

  2. Tez No

    856945

    Ti-6Al-7Nb alaşımının lazer ile yüzey modifikasyonu: İşlem parametrelerinin yüzey özelliklerine etkilerinin incelenmesi

    Laser surface modification of Ti-6Al-7Nb alloy: Investigation of the effects of process parameters on surface properties

    ABDURRAHMAN BİLGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiYozgat Bozok Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERTAN OZAN

    DOÇ. DR. ŞEFİKA KASMAN

  3. Tez No

    250997

    Surface treatment of Ti-6Al-7Nb alloy by thermal oxidation

    Ti-6Al-7Nb alaşımının termal oksidasyon yöntemiyle yüzey özelliklerinin geliştirilmesi

    MEHTAP DENİZ ÜNLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  4. Tez No

    630644

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan saf titanyum/kobalt ve alaşımlarının toz metalurjisi yöntemi ile üretilmesi ve uygulanabilirliğinin araştırılması

    Development of pure titanium / cobalt and their alloys by powder metallurgy method for biomedical applications and investigation of their applicabilities

    EBUZER AYGÜL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mekatronik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SENAİ YALÇINKAYA

    PROF. DR. YUSUF ŞAHİN

  5. Tez No

    855414

    Ti–6Al–7Nb alaşımına ta elementi ilavesinin mekanik ve fiziksel özellikleri üzerine etkisi

    The effect of adding ta element on the mechanical and physical properties of Ti–6Al–7Nb alloy

    ALİRIZA KESKİNKILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UĞUR ÇALIGÜLÜ

Geri Dön