Microstructural origins of strain heterogeneity in formability of aluminum alloys
Alüminyum alaşımlarının şekillendirilebilirliğinde gerinim heterojenliğinin içyapısal kökenleri
- Tez No: 618730
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERT EFE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Sac metallerin şekillendirilmesinde, gerinim yerelleşmeleri ve takip eden boyun verme, genellikle kalınlık farklılıkları gibi geometrik kusurlar sebebiyle oluşur. İçyapısal heterojenlikler de gerinim yerelleşmelerinde rol oynar, ancak bunların etkileri makro ölçekteki şekillendirilebilirlik düşünüldüğünde ihmal edilir. Bu tez, içyapı unsurlarının aluminyum alaşımlarının gerinim yerelleşme davranışı üzerine etkilerini incelemiştir. Bu amaç için küçük ölçekli bir eşeksenli test cihazı ve numunesi kullanılmıştır. Özel numune tasarımı ve titiz numune hazırlama sayesinde elde edilen kalınlıktaki tutarlılık, boyun vermeyi bastırmış ve numunenin sabit gerinim izi altında kırılana kadar deforme olmasın izin vermiştir. Boyun vermenin yokluğunda, gerçek kırılma limitlerinin belirlenmesi mümkün olmuş ve şekillendirme limitleri bu tezde geliştirilen bir yöntem ile ölçülmüştür. Çok ölçekli gerinim haritaları, global ölçekteki gerinim yerelleşmelerinin kaynağının içyapı ölçeğindeki gerinim heterojenliği olduğunu ortaya çıkartmış ve içyapı kaynaklı yerelleşmelerin de aslında şekillendirmeyi sınırlandırabileceğini doğrulamıştır. Sonrasında, gerinim heterojeniğinden sorumlu içyapı unsurları belirlenmiş ve etkileri nitel ve nicel olarak saptanmıştır. Sonuçlara göre, asıl etki tane yönelimlerine ait olup, bunu tane boyu tekip etmektedir. Tane sınır açılarının gerinim dağılımına etkisi yoktur. Gerinim heterojenliklerinin yeri ve büyüklüklerinin nitelendirilmesi için bu çalışmada iki farklı model geliştirilmiştir. Modeller sadece global gerinim ve görece basit karakterizasyon teknikleri ile bulanan tane boyutu ve yönelimini parametre olarak kullanmıştır. Yüksek gerinim ve birçok tane içeren geniş görüş sahası altında yapılan deneyler ile karşılaştırıldığında, modeller gerinim heterojenliklerinin hem yerini, hem de bunlarda toplanan gerinimi başarı ile tahmin etmişlerdir.
Özet (Çeviri)
In forming of sheet metals, strain localizations and subsequent necking are generally induced by geometrical imperfections, such as local thickness variations. Microstructural heterogeneities also take role in strain localizations, yet their influence is neglected when concerning the macro-scale formability. This thesis investigated the effects of microstructural features on the strain localization behavior of aluminum alloys. A small-scale biaxial test device and sample were utilized for this purpose. The custom cruciform sample design and the thickness consistency provided by meticulous sample preparation suppressed necking and allowed deformation until fracture under a constant strain path. In the absence of local necking, determination of the true fracture limits were possible together with the forming limits measured by a method developed in this thesis. Multi-scale strain maps revealed the sources of strain localizations at the global scale as the strain heterogeneities at the microstructure scale, confirming that the localizations originating from the microstructural features could indeed limit the formability of the samples. Then, the microstructural features causing the strain heterogeneities were identified, and their effects were determined both qualitatively and quantitatively. The results showed that the major effect belonged to the orientation of grains followed by the grain size. Grain boundary misorientation had inconclusive effects on the strain distribution. Two separate models were developed in this work in order to quantify the location and magnitude of strain heterogeneities. The models used global strain, grain size and orientation as the only parameters, which were easy to obtain by relatively simple characterization techniques. When compared with experiments performed at large strains and large field-of-views consisting of many grains, the models successfully predicted both the location of heterogeneities and the strain accumulated in them.
Benzer Tezler
- Human muscle structure-function relation in-vivo using magnetic resonance imaging modalities
İnsan kasının yapı ve fonksiyon ilişkisinin manyetik rezonans görüntüleme modaliteleri kullanılarak in-vivo değerlendirilmesi
AGAH KARAKUZU
Doktora
İngilizce
2022
Bilim ve TeknolojiBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ALİ YÜCESOY
- Effects of strain rates on the mechanical properties of high manganese austenitic steels
Deformasyon hızının yüksek manganlı östenitik çeliklerin mekanik özellikleri üzerine etkisi
BANU BERME
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Origin, age and deformation history of the Çataldağ metamorphic core complex
Çataldağ metamorfik çekirdek karmaşığı'nın kökeni, yaşı ve deformasyon tarihçesi
ÖMER KAMACI
Doktora
İngilizce
2021
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK ALTUNKAYNAK
- Tel çekme işleminde bakırın ve bakır oksit inklüzyonlarının deformasyon davranışı
Deformation behaviour during drawing of copper wires and copper oxide inclusions
MUSTAFA M. ARIKAN
