Kalıp çeliklerinde indüksiyon ile sertleştirme yöntemi kullanılarak yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of surface properties of mould steels by using induction hardening method
- Tez No: 895576
- Danışmanlar: PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
İndüksiyon ile sertleştirme, metalik bir yapının dış yüzeyinde, indüksiyonla ısıtma yöntemi kullanılarak parça yüzeyi boyunca ince bir sertleşmiş tabaka oluşturmak için yapılan ısıl işlemdir. Bu işlemde, metalin çekirdeği yumuşak kalmasına rağmen, malzemenin dış kısmı uygulanan yüklere karşı daha büyük bir mekanik dayanım sergiler. Bu çalışmada, numune yüzeyindeki geometrik şekillerin (kare, üçgen ve yuvarlak), indüksiyon bobinlerinin hızına bağlı olarak indüksiyon ısıtma hızlarının, çıkış voltaj güçlerinin ve geometrik şekillerin derinliklerinin AISI 4140 alaşımlı çeliklerin yüzey sertleşme mekanizması üzerindeki etkisi Vickers mikrosertlik testleri ve optik mikroskopi ölçümleri aracılığıyla incelenmiştir. Termal gradyanla ilgili kenar etkisinin minimum seviyeye düşmesi nedeniyle kare şekli, maksimum güç, düşük bobin besleme hızı ve daha az derin bölgeler için istenen sertleşmenin elde edildiği bulunmuştur. Ayrıca, deneysel sonuçları karşılaştırmak ve sertleşme mekanizmasının doğasını anlamak, AISI 4140 alaşımlı çelikler için indüksiyon ısıtma yöntemine dayalı sertleşme sürecini modellemek için Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Deneysel bulgular ve SEY model sonuçları arasındaki karşılaştırmalar, malzeme tasarımı için sayısal analizin güvenilirliğini test etmek için gerçekleştirilmiştir. Deneysel bulguların SEY analizi ile doğrulandığı görülmüştür. Böylece, SEY sonuçları deneysel sonuçlar için güçlü bir optimizasyon sağlamamıza ve çeliklerin sertleştirilmesi ile ilgili gelecekteki çalışmalar için rehberlik etmemize olanak tanır. Ayrıca, AISI 4140 alaşımlı çelikler üzerinde sertleştirilmiş alanlara yönelik deneysel işlemlerin yürütülmesi, optimizasyonunu ve doğruluğunu saptamak için deneysel bulgularla karşılaştırmak üzere bilgisayar programını kullanarak değişkenlere bağlı olarak simüle edilmiştir. Kısacası bu tez çalışmasında, iş parçalarının yüzeyinde hangi derinlik ve şekilde kanallar üretilmesi gerektiği ve kritik bölgelerin maruz kaldığı dış yüklere karşı maksimum direnç göstermesi için sertleştirme işleminde gerekli uygun parametreler saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Induction hardening is the heat treatment of the outer surface of a metallic structure using induction heating to form a thin hardened layer along the surface of the part. In this study, the effect of geometric shapes (square, triangular and round) on the surface of the sample, induction heating rates depending on the speed of induction coils, output voltage powers and depths of geometric shapes on the surface hardening mechanism of AISI 4140 alloy steels were investigated by means of Vickers microhardness tests and optical microscopy measurements. It was found that the desired hardening was obtained for square shape, maximum power, low coil feed rate and less deep regions due to the minimization of the edge effect related to the thermal gradient. Furthermore, to compare the experimental results and to understand the nature of the hardening mechanism, the Finite Element Method (FEM) was used to model the hardening process based on the induction heating method for AISI 4140 alloy steels. Comparisons between experimental findings and FEM model results were carried out to test the reliability of the numerical analysis for material design. It was observed that the experimental findings were confirmed by FEM analysis. Thus, the FEM results allow us to provide a strong optimization for experimental results and guide future studies on hardening of steels. In addition, the execution of experimental procedures for hardened areas on AISI 4140 alloy steels was simulated depending on variables using a computer program to compare with experimental findings to determine the optimisation and accuracy. In this thesis study, the depth and shape of the channels to be produced on the surface of the workpieces and the optimum parameters required in the hardening process for maximum resistance to the external loads to which the critical areas are exposed have been determined.
Benzer Tezler
- Borlama yöntemiyle yüzeyi sertleştirilmiş r260 ray çeliğinin aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of wear behavior of r260 rail steel surface hardened by boronizing method
ÜMİT YARDIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ERTUĞRUL
- Tikso dövme proses parametrelerinin çeliklerin mekanik ve mikroyapisal özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of thixo forging process parameters on the mechanical and microstructural properties of steels
İSA METİN ÖZKARA
Doktora
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Çelik kompozisyonunun katılaşma davranışı ve ingot kalıp tasarımındaki etkisi
The effect of steel composition on solidification behavior and ingot mold design
GAMZE ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEYMA DUMAN
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Manufacturing duplex steel by using induction furnaces and characterization
Dubleks çeliklerin indüksiyon ocağı ile üretilmesi ve karakterizasyonu
GÜLŞAH USLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜL YILMAZ ATAY
- Vites dişli çeliğinin KRTD-bor yöntemi ile borlanması
Boriding of transmission gear steel via CRTD-bor
ALAADDİN CEM OK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ