Investigation of the effects of equal channel angular extrusion on light weight alloys
Eş kanallı açısal ekstrüzyon yönteminin hafif alaşımlar uzerindeki etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 305782
- Danışmanlar: PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR, PROF. DR. İBRAHİM KARAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Şiddetli plastik deformasyon yöntemleri, tane boyutunu aşırı küçültmeleri ve mekanik özellikleri iyileştirmeleri sebebiyle bircok endüstriyel şekillendirme uygulaması alanında ilgi uyandırmaktadır. Bu yöntemlerin arasında en çok bilinen ve kullanılanı, malzemenin kesit alanini degiştirrmeden yüksek plastik gerinim oluşumuna olanak veren ?Eş Kanallı Açısal Ekstrüzyon (EKAE)? dur. Bu çalışma iki ana bölümden oluşmaktadir. İlk bölüm, ticari sonlu elemanlar yazılımı Msc Marc ile Aluminyum alaşımlarının plastik deformasyonunun modellenmesi ve incelenmesini içermektedir. Bu bağlamda 90, 120 ve 150 derecelik kalıp açıları, farklı sürtünme katsayıları ve farklı köşe yuvarlakliklarinin etkilerinin incelendiği bircok nümerik deney yapılmıtır. Ayrıca, malzemenin gerinim sertleşmesi özelliklerinin ve Hollomon Denklemi'nde yer alan gerinim sertleşmesi katsayısı (K) ve üssü (n) değerlerinin, köşe boşluğu oluşumundaki etkileri kapsamlı olarak calışılmıştır. Elde edilen bulgular yuksek sınır analizi ve doğrulanmıştır. Nümerik sonuçlar işlem performansının kalıp köşe yuvarlaklığının modifiye edilmesiyle artırılabilecegini göstermsitir. Öte yandan, ikinci bölüm, bir diğer hafif alaşim olan Magnezyum ZK60'ın doku oluşumu, çekme-basma asimetrisi ve akma gerilmesi anizotropilerinin incelemektedir. Çalışmada alaşımın mikroyapısal ve dokusal gelişimlerinin belirlenmesi hedefiyle EKAE yöntemiyle değişik rota ve sıcaklıklarda deforme edilmiştir. Deforme edilmiş malzemelere çeşitli mekanik testler uygulanmış; akma dayancı anizotropileri ve çekme-basma asimetrileri ölçülmüştür. Bu mekanik davranışlara sebep olan deformasyon mekanizmaları incelenmiştir. Elde edilen bulgularla değişik işlem şartları ve sıcaklıklarının, doku oluşumu ve mekanik davranışlara etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma sonucunda malzemenin başlangıçtaki dokusunun işlem sonrasındaki dokuyu büyük ölçüde etkilediği, ve bu durumun mikroyapısal gelişim ve mekanik özellikler üzerinde önemli etkileri olduğu gözlenmiştir. Bu bağlamda, farklı işlem görmüş malzemelerde çekme-basma asimetrisi ve akma dayancı anizotropisindeki değişikliklerin doku gelişimiyle doğrudan ilgili olduğu anlasılmış ve bu parametrelerin işlem rotası ve sıcaklığının kontrollü olarak değiştirilmesiyle kontrol edilebileceği belirtilmiştir.
Özet (Çeviri)
Severe plastic deformation methods are of great interest in industrial forming applications, as they give rise to significant refinement in microstructures and improvements in mechanical and physical properties. In the ?Equal Channel Angular Extrusion (ECAE)?, which is the most common method for production of ultrafine grained bulk samples, very high plastic strains are introduced into the bulk material without any change in cross section. This study is composed of two main parts. Part I focuses on the plastic deformation behavior of Al alloys by modeling ECAE with Msc. Marc finite element software. A series of numerical experiments were carried out for the die angles of 90°, 120°, and 150°, different friction conditions, and different round corners. Besides, the effects of strain hardening characteristics of the material, strain hardening coefficient (K) and exponent (n) of Hollomon?s law, on corner gap formation and strain homogeneity in equal channel angular pressing process were investigated quantitatively. The results were compared and verified with those of the upper bound analysis. The numerical results showed that the process performance can be improved by modifying the die corner curvature accordingly, without running time consuming simulations. On the other hand, the aim of Part 3 is to investigate the texture evolution, mechanical response and the corresponding mechanisms, in terms of the flow stress anisotropy and tension-compression asymmetry in the ZK60 Mg alloy. The alloy was processed using ECAE, with different processing routes and temperatures, in order to produce samples with a wider variety of microstructures and crystallographic textures. Several mechanical tests and microstructure examinations were carried out; and the flow stress anisotropy and tension-compression asymmetry of the as-received and processed samples were measured. It was found that the initial texture has a strong effect on the resulting textures; and the textures, combined with the microstructure effect, define the mechanical properties of processed samples. Thus, the tension-compression asymmetry and the flow stress anisotropy variations in the processed samples are attributed to the generated textures and it is possible to control these properties by controlling the processing route and temperature.
Benzer Tezler
- Aynı kanallarda açısal ekstrüzyon probleminin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Investigation of equal channel angular extrusion problem using finite element method
SEZGİN BİLGİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Eşit kanallı açısal presleme yönteminde kanal açılarının deformasyona etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Investigation of the effect of channel angles on deformation in equal channel angle pressing method by finite element method
FERUDUN DARICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KOÇAR
- Eş kanalda açısal ekstrüzyon (EKAE) yöntemi uygulanmış Al20Zn-2Cu alaşımının yorulma davranışının incelenmesi
Investigation of fatigue behavior of Al20Zn-2Cu alloy processed by equal channel angular extrusion (ECAE)
YAKUP HEYAL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT AYDIN
- Çinko-esaslı süperplastik alaşımların geliştirilmesi ve yapısal, mekanik ve titreşim sönümleme davranışlarının incelenmesi
Development of zinc-based superplastic alloys and investigation of structural, mechanical and damping behaviors
MUHAMMET DEMİRTAŞ
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GENÇAĞA PÜRÇEK
- Investigation on mechanical properties of magnesium and copper alloys processed by expansion equal channel angular extrusion
Genişlemeli eşit kanal açısal ekstrüzyon ile işlenen magnezyum ve bakır alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
SERKAN ÖĞÜT
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYKUT KENTLİ
DOÇ. DR. HASAN KAYA