AISI 316L çeliğinin anodik ve katodik polarizasyon potansiyelleri altında korozyonlu yorulma ve darbeli aşınma davranışına bilye ile ezerek parlatma işleminin etkisi
Effect of ball burnishing treatment on the corrosion fatigue and impact wear behavior of AISI 316L steel operating under anodic and cathodic polarization potentials
- Tez No: 564687
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP SADELER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Gemi pervane şaftları ve motor egzoz supapları gibi korozyonlu ortamlarda tekrarlı yükler altında çalışan parçalarda yorulma ve aşınma odaklı kalıcı hasarlar meydana gelebilmektedir. Bu nedenle malzemenin karakteristik özelliklerini değiştirmeden oluşacak hasarın önlenmesi için çeşitli yüzey teknikleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada korozif ortamın etkisiyle çeşitli eğilme ve titreşim yüklerine maruz kalan gemi pervane şaftlarının farklı polarizasyon yükleri altındaki korozyonlu yorulma (KY) ile darbeli aşınma (DA) davranışı deneysel olarak araştırıldı. AISI 316L deney malzemesi yüzeyine iki farklı parametreli bilye ile ezerek parlatma (BEP) işlemi uygulandı ve işlemin malzemenin KY ile DA davranışına etkileri incelendi. KY deneyleri oda sıcaklığında %3 NaCl çözeltisinde, döner eğilmeli yükleme altında (R= –1), 60 Hz frekansta gerçekleştirildi. SS 316L'nin %3 NaCl'de polarizasyon eğrileri çıkarıldı ve bu eğriler yardımı ile belirlenen (I) katodik, (II) pasif, (III) çukurlaşma ve (IV) transpasif potansiyel yüklemeleri altında KY deneyleri gerçekleştirildi. Artan anodik potansiyel ile birlikte korozyon hızının arttığı ve numunenin KY performansının azaldığı belirlendi. BEP işleminin KY dayanımını %33 kadar artırdığı, katodik koruma uygulaması ile birlikte bu artışın %65'e kadar çıktığı tespit edildi. Fraktografik incelemeler çukurcuk potansiyeli altındaki deneylerde yüzeyde korozyon çukurlarının meydana geldiğini ve yoruma çatlağının bu çukurlardan başladığını ortaya koydu. DA deneyleri ise oda sıcaklığında hava ve %3 NaCl koşullarında, 5 Hz frekansta, 560 N (0,12 J) çarpma kuvvetinde ve üç farklı (103, 104, 105) çevrim sayısında gerçekleştirildi. Çarpma elemanı olarak 13 mm çapında tungsten karbür bilyeler kullanıldı. Deneysel sonuçlar, yüzeydeki deformasyon miktarı ve aşınma hacim kaybının çarpma sayısı ile arttığını, 360 µm derinliğe kadar deforme olmuş bir tane yapısının meydana geldiğini ve BEP işleminin 105 çevrim DA kaynaklı hacim kaybını %65'e kadar azalttığını gösterdi. Ek olarak hava ortamında aşınma mekanizması pul benzeri oluşum ve tabakalaşma şeklinde meydana geldi, yüzeyde sürtünme oksidasyonu oluştu. Solüsyon ortamında ise bu oluşumlar gözlemlenmedi ve daha az aşınma kaybı oluştu.
Özet (Çeviri)
On machine parts which work under repetitive loads in corrosive environments such as ship propeller shafts and engine exhaust valves, permanent damage occurs caused by fatigue and wear. Therefore, various surface techniques have been developed to prevent damage without altering the properties of the material. In this thesis, corrosion fatigue (CF) and impact wear (IW) behavior of ship propeller shafts subjected to various bending and vibration loads with the effect of corrosive environment under different polarization loads were experimentally investigated. Ball burnishing (BB) process with two different parameters was applied to AISI 316L test material surface and effects of the process on CF and IW behavior of the material were investigated. CF tests were performed in a 3% NaCl aqueous solution at room temperature, at rotary bending loading (R = −1) and a frequency of 60 Hz. Polarization curves of SS 316L in %3 NaCl were extracted and CF experiments were performed under the determined (I) cathodic, (II) passive, (III) pitting and (IV) transpassive potential loads. It was concluded that with increasing anodic potential, corrosion rate increased and CF performance of the sample decreased. BB treatment raised fatigue strength up to 33%, and with cathodic protection, this raise was up to 65%. Fractographic investigations revealed that corrosion pits consisted on the surface in experiments under pitting potential and that the fatigue cracks originated from these pits. IW experiments were carried out in the air and 3% NaCl aqueous solution at room temperature, under 560 N (0,12 J) impact load, at a frequency of 5 Hz and three different (103, 104, 105) cycles. 13 mm diameter tungsten carbide balls were used as the impactor. Experimental results showed that amount of deformation on the surface and wear volume loss increased with impact cycle, a deformed grain structure occurred to a depth of 360 µm and BB treatment reduced 105 cycle IW sourced volume loss by up to 65%. In addition, wear mechanism in air tests occurred in the form of flake-like formation and delamination and wear oxidation formed on the surface. In %3 NaCl these formations were not observed and less wear loss occurred.
Benzer Tezler
- 316L çeliğinin Cl¯ içeren ortamlardaki aralık korozyonunun SO4¯ ¯ ve NO3¯ ile önlenmesi
Crevice corrosion inhibition of 316L by SO4¯ ¯ and NO3¯ in Cl¯ containing environments
KAMİL DOĞAN AKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YILMAZ
- Paslanmaz çeliklere uygulanan düşük sıcaklık nitrürleme işleminin mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi
The effect of low temperature nitriding on mechanical and corrosion properties of stainless steels
ÖZGÜR ÇELİK
Doktora
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- AISI 316L paslanmaz çelik matrisli, bor karbür ve karbon nanotüp takviyeli nanokompozitlerin toz metalurjisi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of AISI 316L stainless steel matrix, boron carbide and carbon nanotube reinforced nanocomposites by powder metallurgy
ESRA ZENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
- Plasma nitriding behavior of AISI 316L stainless steel
AISI 316L paslanmaz çeliğinin plazma nitrürleme davranışı
HAKAN GÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SÜLEYMAN KARADENİZ
- AISI 316L paslanmaz çeliğinin işlenebilirliğinin sonlu elemanlar metodu ile modellenmesi
Modelling of machining of AISI 316L stainless steel using finite element method
FUAT KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUBİLAY ASLANTAŞ