AZ91 ve AA6063 alaşımlarının CFUBMS ile kaplanması: Yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Coating of AZ91 and AA6063 alloys with CFUBMS: Investigation of structural and mechanical properties
- Tez No: 922406
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RUHİ YEŞİLDAL, DOÇ. DR. FİLİZ KARABUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Amaç: Hafif metallerden Mg ve Al alaşımları, otomobil ve havacılık endüstrilerinde geniş bir yelpazede kullanılmasına rağmen düşük yorulma ve çekme dayanımı göstermektedir. Bundan dolayı bu çalışmada, yorulma ve çekme dayanımını arttırmak amacıyla AZ91 Mg ve AA6063 Al alaşımları üzerine çok katmanlı geçiş metali nitrür filmi (Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN) kaplanmıştır. Yöntem: Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) tekniklerinden Kapalı Alan Dengesiz Manyetik Alanda Sıçratma (CFUBMS) sistemi kullanılarak AZ91 Mg ve AA6063 Al alaşımları yüzeylerine Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN mikroyapı mimarisinde filmler sentezlenmiştir. Filmlerin yapısal özellikleri X-Işını Dikfaksiyonu (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) ile mekanik özellikleri ise döner eğmeli yorulma ve çekme test cihazları ile analiz edilmiştir. Bulgular: İki alaşım üzerindeki Cr, CrN, TiCrN ve TiCrCN çok katmanlı nitrür filmlerinin SEM incelemesine göre yoğun ve sütunlu mikro yapıya sahip olduğu görülmüştür. XRD analizinde ise, Cr (211), CrN (111) ve (200), TiN (111), (200) ve (222), TiCN için ise (200) ve (311) kırınım zirveleri tespit edilmiştir. Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN çok katmanlı kaplaması; AZ91'in yorulma limit değerini %11,22 oranında bir artışla 70,26 MPa değerinden, 78,15 MPa değerine yükseltmiştir. AA6063'ün yorulma limit değerini ise %9,79 oranında bir düşüşle 79,71 MPa değerinden 71,9 MPa değerine düşürmüştür. AZ91'in çekme dayanımını 137,89 MPa'dan 139,65 MPa değerine yükseltirken, AA6063'ün çekme dayanımını ise 129,35 MPa değerinden 118,16 MPa değerinde düşürmüştür. Sonuçlar: AZ91 Mg alaşımının yüzeyindeki kusurları, çentikleri boşlukları dolduran düşük yüzey pürüzlüğüne sahip çok katmanlı sert nitrür kaplama ile yorulma ve paralel olarak çekme dayanımı artış gösterirken, AA6063 Al alaşımında yorulma ve çekme dayanımını düşürmüştür.
Özet (Çeviri)
Purpose: Despite the widespread use of lightweight metals such as Mg and Al alloys in the automotive and aerospace industries, they exhibit low fatigue and tensile strength. Therefore, in this study, to enhance the fatigue and tensile strength, multilayer nitride films (Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN) were coated on AZ91 Mg and AA6063 Al alloys. Method: Using the Closed-Field Unbalanced Magnetron Sputtering (CFUBMS) system, which is one of the Physical Vapor Deposition (PVD) techniques, Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN films were synthesized on the surfaces of AZ91 Mg and AA6063 Al alloys in a multilayer architecture. The structural properties of the films were analyzed using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Energy Dispersive Spectrometry (EDS), while their mechanical properties were evaluated using rotary bending fatigue and tensile testing devices. Findings: The multilayer nitride films of Cr, CrN, TiCrN, and TiCrCN on the two alloys were observed to have dense and columnar microstructures according to SEM analysis. XRD analysis identified the peaks of Cr (211), CrN (111), TiN (111), (200), and (222), and TiCN (200) and (311). The Cr/CrN/TiCrN/TiCrCN multilayer coating increased the fatigue limit value of AZ91 from 70.26 MPa to 78.15 MPa, representing an improvement of approximately 11.2%. For AA6063, the fatigue limit value decreased by 9.79% from 79.71 MPa to 71.9 MPa. Regarding tensile strength, the tensile strength of AZ91 increased from 137.89 MPa to 139.65 MPa, while that of AA6063 decreased from 129.35 MPa to 118.16 MPa. Conclusions: The multilayer nitride coating, characterized by low surface roughness, filled the surface defects and notch gaps on the AZ91 Mg alloy, leading to improvements in both fatigue and tensile strength. However, it reduced the fatigue and tensile strength of the AA6063 Al alloy.
Benzer Tezler
- AZ91 magnezyum alaşımlarında soğuma hızlarının mekanik ve korozyon özelliklerine etkisinin incelenmesi
AZ91 magnezyum alaşimlarinda soğuma hizlarinin mekani̇k ve korozyon özelli̇kleri̇ne etki̇si̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
MUHAMMET ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENNUR CANDAN
- Az91 magnezyum alaşımının korozyon özelliklerinin ti mikro alaşımlama ile geliştirilmesi
Improvement of corrosion properties of az91 magnesium alloy with ti micro alloying
SERDAR ÇİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENNUR CANDAN
- Corrosion and wear characterization of cryogenic treated AM60 and AZ91 alloys
Kriyojenik işlem görmüş AM60 ve AZ91 alaşımlarının korozyon ve aşınma karakterizasyonu
BASADY GASSAMA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Havacılık MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR ÖTEYAKA
- T6 ve derin kriyojenik ısıl işlemleri uygulanmış alüminyum esaslı magnezyum alaşımlarının mikroyapı, aşınma ve deniz suyu korozyonu performansının incelenmesi
Investigation of microstructure, wear and seawater corrosion performance of T6 and deep cryogenic heat treated aluminum based magnesium alloys
BURAK KARAHİSAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. MUSTAFA ÖZGÜR ÖTEYAKA
- Designing of ti-mg composites for various applications
Çeşitli uygulamalar için ti-mg kompozitlerinin dizaynı
EZGİ BÜTEV ÖCAL
Doktora
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU