Investigating the effect of cp titanium microstructure on the mechanics of microscale machining
Saf titanyum mikroyapısının talaş kaldırma mekaniğine mikro ölçekte etkisinin araştırılması
- Tez No: 593599
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Mikro ölçekte metal kesme bir çok zorluk ve cevaplanmamış soruyu beraberinde getirir. Mikro kesme işleminde besleme ve kesme takımı kenar radyus değerleri malzemenin tanecik boyutlarında olabileceğinden dolayı, mikro kesme işlemine malzemenin mekanik cevabı bu önemli sorulardan biridir. Buna ek olarak malzemenin tanecik morfolojisi kesme işlemi sonuçlarına etki edebilir. Bu çalışma tecimsel arılıkta titanyum (CP Ti) mikroyapısının etkilerini analitik ve mekanistik modelleme yaklaşımına bağlı olarak inceler. Kırılma tokluğu ve takım kenar radyus etkilerini hesaba katarak bir kayma alanı modeli çalışılmıştır. Ortogonal mikro kesme deneyleri farklı mikroyapılar üzerinde 0.25 ile 6 µm/devir besleme değerleri arasında test edilmiştir. Kesme kuvveti bilgisi kaydedilmiştir. Oluşan talaş kalınlıkları SEM ile ölçülerek modele girdi olarak tanımlanmıştır. Model çıktıları kesme kuvveti verisine oturtulmuş ve bilinmeyen model parametreleri belirlenmiştir. Belirlenen parametreler ölçümler ile karşılaştırılmıştır. Belirle en talaş açısı ve takım kenar radyusu parametrelerinin ölçülen değerler ile arasında sürekli bir fark olduğu gözlemlenmiştir. Kesme takımı üzerinde muhtemel aşınma ve malzeme birikmesi izleri gözlenmiştir. Bayesci sonuç çıkarımı yaklaşımı kullanılarak, muhtemel talaş açısı aralığı incelenmiştir. Test yapılan besleme değerleri için talaş açısının olasılık dağılımı belirlenmiştir. Ayrıca, CP Ti için mikro frezeleme işlemi çalışılmış, mikro ölçekte ortogonal kesme ve frezeleme arasında bir ilişki aranmıştır. CP Ti üzerinde tam daldırma mikro frezleme deneyleri mekanistik modellemeye bağlı olarak yapılmıştır. Morfolojinin model katsayılarına, yüzey dokusuna ve sertlik değerlerine olan tesiri tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Metal cutting in microscale brings along many challenges and unanswered questions. Mechanical response of the material to the micro-cutting process is one of them, since feed values and the edge radius of the tool can be in the magnitude of order of the material's grain size. In addition, the grain morphology of the material may affect process outputs. This study investigates microstructure effects of the commercially pure titanium (CP Ti) based on analytical and mechanistic modeling approaches. A slip line field model was studied considering fracture toughness and edge radius effects. Orthogonal micro-cutting tests were performed on different morphologies at feed levels ranging from 0.25 to 6 µm per revolution and cutting force data were collected. Cut chip thickness values were measured by using SEM and used as in-process output in the model. The model outputs were fit to force data and unknown model parameters were identified. Those determined parameters were compared with measurements. The study show that the rake angle and tool edge radius parameters have a consistent disparity between measured and identified values. Evidence of possible wear and material build up at the tool have been observed. Using Bayesian inference, possible range of rake angle values have been further investigated and probability distributions of the rake value were identified for different feed levels. Micromilling of CP titanium has also been considered and a relationship between microscale orthogonal cutting and micromilling has been sought. CP titanium was tested by conducting full immersion micromilling experiments based on mechanistic modeling. Influence of the grain morphology on model coefficients, surface texture and hardness have been discussed.
Benzer Tezler
- Biyomedikal titanyum alaşımlarının bilyalı dövme sonrası değişen yüzey ve yüzey altı mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface and subsurface mechanical properties of shot peened biomedical titanium alloys
EMİRHAN ÇALIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EGEMEN AVCU
- Saf titanyum malzeme yüzeyinde titanyum aluminyum intermetalik tabakasının oluşturulması
To constitute a titanium aluminium intermetallic layer on the surface of pure titanium
MUSTAFA SAFA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
YRD. DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- 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
2020
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENAİ YALÇINKAYA
PROF. DR. YUSUF ŞAHİN
- Characteristics and wear performance of nitrided titanium alloys
Nitrürlenmiş titaniyum alaşımların karakteristiği ve aşınma davranışları
FARID SIYAHJANI
Doktora
İngilizce
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Hassas döküm ile üretilen femoral nakillerin ısıl sprey yöntemleri ile geliştirilmesi
Development studies of precision casted femoral implants by thermal spray coating methods
TEZER BATTAL