Titanyum sac malzemede sıcaklığın ve deformasyon hızının süperplastik şekillendirmeye etkisinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of the impact of temperature anddeformation rate on superplastic forming in titanium sheet
- Tez No: 884131
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM KARAAĞAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Ti6Al4V (Ti-64) alaşımı, sahip olduğu yüksek mukavemet özellikleri ve geri esneme eğilimi nedeniyle geleneksel yöntemler ile oda sıcaklığında şekillendirilmesi sınırlıdır. Karmaşık geometrili titanyum alaşımından üretilen malzemeler ancak süper plastik şekillendirme (SPF) adı verilen yöntemle şekillendirilebilmektedirler. Bu çalışmada Ti-64 sac malzemenin SP yöntemle derin çekme ile şekillendirilebilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Deney parametreleri olarak sıcaklık (670, 770, 870, 890, 910, 930, 950, 970 ve 990 °C) ve deformasyon hızı (10-2 ile 10-3 s-1) belirlenmiştir. Farklı sıcaklık ve farklı deformasyon hızlarının derin çekme ile şekillendirilebilirliğe, çekme oranına ve kalınlık değişimine etkisi incelenmiştir. Gerçekleştirilen tek eksenli sıcak çekme testlerinde 870 °C sıcaklıkta ve 10-2 s-1 deformasyon hızı parametrelerinde % 1489,2 uzama elde edilmiştir. Ayrıca SP şekillendirme esnasındaki deformasyon mekanizmaları ve mikroyapılarındaki deformasyonlar taramalı elektron mikroskobu altında incelenmiştir. Alaşımın mikro yapılarında deney parametrelerine ve soğuma hızlarına bağlı olarak α ve β fazlarında farklı yapılar oluştuğu gözlemlenmiştir. Daha hızlı soğuma durumunda mikro yapıda Widmanstätten yapısı meydana gelirken, daha uzun soğuma sürelerinde kaba küresel tanecikleri oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu deney parametreleri kullanılarak SP derin çekme prosesi ABAQUS ortamında modellenmiş, maksimum şekillendirme derinliği belirlenmiştir. Sayısal sonuçlara göre imal edilen SPF kalıpları ile deneysel olarak SP derin çekme işlemi gerçekleştirilmiştir. 3 çekme oranı ve en büyük % 91 incelme ile sac malzeme şekillendirme kusuru bulunmadan şekillendirilmiştir. Deney sonuçları ile sayısal sonuçların % 98 oranında uyumlu olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The Ti6Al4V (Ti-64) alloy faces limitations in conventional forming at room temperature due to its high strength properties and tendency to spring back. Materials with complex geometries made from titanium alloy can only be shaped using the method known as superplastic forming (SPF). This study experimentally investigates the formability of Ti-64 sheet material through deep drawing using the SPF method. Experimental parameters included temperature (670, 770, 870, 890, 910, 930, 950, 970, and 990 °C) and deformation rate (10-2 and 10-3 s-1). The effects of different temperatures and deformation rates on deep drawing formability, drawing rate, and thickness change were examined. Uniaxial hot tensile tests were performed, achieving 1489.2% elongation at 870 °C and a deformation rate of 10- 2 s-1. Additionally, the deformation mechanisms and microstructure deformations during SPF forming were examined under a scanning electron microscope. Different structures were observed in the α and β phases of the alloy's microstructures, depending on the experimental parameters and cooling rates. It was observed that a Widmanstätten structure forms in the microstructure with faster cooling, while coarse spherical particles form with longer cooling times. Using these experimental parameters, the SPF deep drawing process was modeled in the ABAQUS environment, determining the maximum forming depth. The SPF deep drawing process was carried out experimentally with SPF molds manufactured according to numerical results. With a drawing ratio of 3 and a maximum thinning of 91%, the sheet material was formed without any defects. It was determined that the experimental results and numerical results were 98% compatible.
Benzer Tezler
- Düşük karbonlu yüksek dayanımlı çeliklerin özelliklerinin üretim parametreleri ile ilişkisi
Relationship between properties of low carbon high strength steels and production parameters
SERKAN OKTAY
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN
- Incremental forming of light weight sheet materials at elevated temperature: An investigation of formability, failure, and output quality of the process
Başlık çevirisi yok
HOSEIN KHALATBARI
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Alüminyum yüzey üzerindeki emaye kaplamalara titanyum dioksit katkısı ile fotokatalitik özellik kazandırılması
Giving photocatalytic property to enamel coatingson aluminum by titanium dioxide additive
ELİF DEMİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE GÜRBÜZ
- V bükme işleminde sıcaklığın geri esneme davranışına etkisinin deneysel araştırılması
The experimental investigation of the temperature effect on springback behavior in V bending process
TAHSİN ÖNEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KARAAĞAÇ
- Titanyum sac malzemelerin sıcak şekillendirilmesi prosesinin incelenmesi ve uygun proses parametrelerinin belirlenmesi
Investigation of hot forming process of titanium sheet materials and determination of optimum process parameters
MURAT MERT UZ
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
PROF. DR. GÜNEY GÜVEN YAPICI