Development of cast and heat treated 7075 alloy rifle receiver
Döküm ve ısıl işlemli 7075 alaşımlı tüfek gövdesi geliştirilmesi
- Tez No: 416394
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Dünyada gelişen teknoloji ile beraber, üretilen ürünler artık daha hafif ve dayanıklı olmaya başlamıştır. Bu sebeple alüminyum ve titanyum alaşımları yavaş yavaş çeliğin yerine kullanılmaya başlanmıştır. Alüminyum alaşımları içinde ise dayanım gücüyle 7075 alaşımı dikkat çekmektedir. Bu alaşım kullanılan üretim yöntemleri ve ısıl işlemlerle birlikte bazı çeliklerin dayanım gücüne yaklaşmıştır. Genellikle, 7075 alaşımının endüstriyel kullanımı, 7075 ekstrüzyon kütüğünün talaş kaldırma yöntemi ile istenilen haline getirilmesi şeklindedir. Fakat bu yöntem karmaşık ve içi boş ürünler yaparken zaman kaybına ve yüksek maliyete sebep olur. Bu sebeple, bu gibi durumlar için tikso-şekillendirme ve sıkıştırma döküm gibi son hale yakın biçimdeki üretim yöntemleri önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı, ekstrüzyon 7075-T6 kütüğünden çok fazla hammadde kaybı ile işlenen içi boş yapıya sahip tüfek gövde parçasının üretim yönteminin, son ürüne yakın döküm yöntemi ile çok az işleme gerektiren, T6 ısıl işleme sahip bir ön şekil değiştirilmesidir. Bu amaca ulaşmak için, sıkıştırma döküm, kısmi katı şekillendirme, kum döküm, kokil döküm, SIMA ve yüksek basınçlı döküm yöntemleri denenmiştir. Numunelerin mekanik özelliklerini araştırmak için çekme testi ve sertlik testi uygulanmıştır. Isıl işlem sonrasında, numune yapısındaki metallerarası bileşiklerin belirlenmesi için x ışını kırınım analizi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu analizleri (SEM) yapılmıştır. Ayrıca, ortalama tane boyutları ise optik mikroskopi yöntemi ile belirlenmiştir. Newtonian termal analiz yöntemi ise sıcaklığa ve zamana bağlı katı fraksiyon değerlerini hesaplamakta kullanılmıştır. Hedef mekanik değerler, ektrüzyon 7075-T6 alaşımının mekanik değerleri olarak belirlenmiştir. Bu değerler, 150 HB sertlik, 505 MPa akma dayancı ve %11 uzamadır. T6 ısıl işlemi sonrasında sertlik hedefine, 150 HB olarak sıkıştırma döküm yönteminde, 160 HB olarak vakum destekli kokil döküm yönteminde ve 173 HB olarak tikso-şekillendirme yönteminde ulaşılmıştır. Diğer yöntemler hedef sertlik değerine ulaşamayıp 100 HB ile 130 HB arasında değerlere sahiptirler. 505 MPa olan akma dayancı hedefine 526MPa olarak sadece 0.67 katı oranına sahip tikso-şekillendirme yönteminde ulaşılmıştır. Diğer yakın sonuçlar ise 429 MPa ile sıkıştırma döküm yöntemi ve 365 MPa ile SIMA yöntemidir. Yüzde uzama hedefine ise yarı-katı enjeksiyon döküm yönteminde ulaşıldı fakat bu numunenin diğer mekanik özellikleri düşüktü. Diğer yöntemlerin yüzde uzama değerleri ise %4 ile %5 arasında bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Developing technology in the world makes products lighter and have higher strength values. That's why, aluminum and titanium alloys start to be used instead of steel. It can be seen that 7075 aluminum alloy is one of the highest strength amongst the aluminum alloys. This alloy has a close tensile strength value to some steels, with help of the heat treatment applications and developing production technologies. Generally, industrial usage of 7075 alloy is machining of 7075 alloy extrusion slab into desired shape. However, it becomes costly and time wasting as making complicated and hollow products. Therefore, near net shape methods like thixoforming and squeeze casting are vital for these conditions. This work aimed to replace production method of rifle receiver part which is machined into a hollow structure from extruded T6 heat treated 7075 alloy slab which cause heavy raw material lost with casted and T6 heat treated preform which has close tensile properties and needs very little machining to turn into receiver part. In order to achieve this purpose, squeeze casting, thixoforming, sand casting, gravity die casting, SIMA and high pressure die casting experiments were conducted. In order to investigate mechanical properties of samples, tensile and hardness tests were performed. X-Ray Diffraction analysis (XRD) and Scanning Electron Microscopy analysis (SEM) were conducted to determine the intermetallics inside of samples after heat treatment. Moreover, average grain size of samples was obtained by optical microscopy technique. Newtonian thermal analysis method was used to compute solid fraction values with respect to temperature and time. Target mechanical values were determined as mechanical properties of extruded 7075-T6 alloy which are 150 HB hardness, 505 MPa yield strength and 11% elongation. Hardness target was reached after T6 heat treatment with squeeze casting method as 150 HB, die casting with vacuum support method as 160 HB and thixoforming method as 173 HB. Other methods could not reach the target hardness and has hardness values between 100 HB and 130 HB. 505 MPa yield strength target was achieved only by thixoforming method with 0.67 solid fraction as 526 MPa. Other close results were 429 MPa with squeeze casting method and 365 MPa with SIMA method. Elongation target was reached by semi-solid injection molding method as 11.5% but its other mechanical properties were poor. Elongation results of other methods were found to be between 4% and 5%.
Benzer Tezler
- Novel approaches for protection of light metals under various wear conditions via micro arc oxidation process
Hafif metallerin mikro ark oksidasyon yöntemiyle farklı aşınma şartlarında korunmasına yönelik yenilikçi yaklaşımlar
FAİZ MUHAFFEL
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Alümina takviyeli alüminyum matrisli sintaktik köpük malzemenin üretim karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The mechanical analysis and production properties of aluminium matrix syntactic foams with alumina particles
CEM BEKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ
- Assessment of properties and mechanical behavior of novel Al/Mg cast alloys
Yeni nesil Al/Mg dökme alaşımlarının özelliklerinin ve mekanik davranışının değerlendirilmesi
KAMİL ARMAĞAN GÜL
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Silisyum katkısının döküm CrNiCo süperalaşımının özelliklerine etkisi
Başlık çevirisi yok
HAVVA KAZDAL ZEYTİN
Doktora
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN