Aşırı plastik deformasyona uğratılmış nadir toprak element (Gd ve Y) takviyeli alüminyum 8XXX alaşımının özelliklerinin incelenmesi
Investigation of properties of rare earth element (Gd and Y) reinforced aluminum 8XXX alloy subjected to severe plastic deformation
- Tez No: 937833
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZ KOÇAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Teknolojinin ihtiyacı olan hafif ve dayanıklı malzemeler için arayışlar devam ederken mevcut malzemelerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi için farklı teknikler kullanılmaktadır. Bu teknikler arasında aşırı plastik deformasyon, alaşım elementi ilavesi ya da malzemenin farklı ısıl işlemlerden geçirilmesi gibi mukavemeti arttıran mekanizmalar bulunmaktadır. Genel olarak bu tekniklerin bir ya da birkaçının uygulanmasıyla malzemenin tane boyutunun küçülmesi hedeflenir. Tane boyutunun küçülmesi malzeme mukavemetinde önemli artışlara neden olur ve bunun için aşırı plastik deformasyon yöntemleri kullanılır. Aşırı plastik deformasyon yöntemleri içerisinde ise Eşit Kanallı Açısal Presleme (EKAP) etkili tane inceltme yöntemi olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemde belirli kanal açıları olan kalıptan geçirilen malzeme, basit kayma hareketleriyle deformasyona uğratılır. Malzeme dayanımını arttırmak için kullanılan bir diğer yöntem alaşımlamadır. Bu yöntemde özellikle alüminyum alaşımları içerisine çeşitli elementler ilave edilmektedir. Havacılık ve uzay başta olmak üzere otomobil, gıda ve farklı endüstriyel uygulamalarda sık olarak kullanılan alüminyum için mukavemet arttırıcı mekanizmaların araştırılması devam etmektedir. Bu tez çalışmasında alüminyum alaşımları için mukavemetin arttırılması hedeflenmiştir. İlk olarak Al8090 alaşımı hafif ve dayanım özelliklerinin yüksek olması ve yaygın kullanımından dolayı tercih edilmiştir. Daha sonra alaşım içerisine nadir toprak elementlerinden ayrı ayrı ağırlıkça %0.2 Gadolinyum (Gd) ile %0.2 İtriyum (Y) ilave edilmiştir. Son olarak bu alüminyum alaşımlarına EKAP yöntemi ile 1 ve 2 pas aşırı plastik deformasyon uygulanmıştır. Al8090 çekme dayanımı EKAP 2 pas sonrası yaklaşık %125 artışla 386.01 MPa olmuştur. Al8090 alaşımına Gd ilavesi ile çekme dayanımı %83 artışla 313.84 MPa, Y ilavesi ile %36 artışla 233.83 MPa olarak belirlenmiştir. Nadir toprak elementleri ilavesinden sonra gerçekleştirilen EKAP 2 pas sonrası ise çekme değerleri Gd ilavesinde 348.25 MPa, Y ilavesinde ise 328.27 MPa olmuştur. Bölüm 1'de Al8090 alaşımları hakkında yapılan çalışmalar, Bölüm 2'de nadir toprak elementleri ve EKAP ile ilgili ayrıntılı literatür çalışmaları verilmiştir. Bölüm 3'te aşırı plastik deformasyon yöntemleri, EKAP sürecinde etkili olan parametreler, alüminyum serileri ve nadir toprak elementleri hakkında bilgilere yer verilmiştir. Bölüm 4'te ise deneysel aşamalar anlatılarak döküm, EKAP deneyi, malzeme karakterizasyonu ve mekanik özelliklerin belirlenmesi için yapılan çalışmalar anlatılmıştır. Son olarak Bölüm 5'te deney sonuçları verilmiş ve değerlendirmeler yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
As the search for lightweight and durable materials required by technology continues, various techniques are being used to improve the mechanical properties of existing materials. Among these tecniques, mechanisms that enhance strength include severe plastic deformation, the additions of alloying elements, and subjecting the material to different heat treatments. In general, the application of one or more of these techniques aims to refine the grain size of the material. Grain size reduction leads to significant increases in material strength, and for this purpose, severe plastic deformation methods are employed. Among these methods, Equal Channel Angular Pressing (ECAP) is used as an effective grain refinement technique. In this method, the material is passed through simple shear movements. Another method use enhance material strength is alloying. In this approach, various elements are added, particularly to aluminum alloys. Research on strength enhancing mechanisms for aluminum, which is widely used in aerospace, automotive, food and various industrial applications, continues. In this thesis study, the aim was to enhance the strength of aluminum alloys. First, the Al8090 alloy was selected due to its lightweight and high strength properties, as well as its widespread use. Subsequently, 0.2 wt.% Gadolinium (Gd) and 0.2 wt.% Yttrium (Y), which are rare earth elements, were separately added to the alloy. Finally, these aluminum alloys were subjected to one and two passes of severe plastic deformation using the ECAP method. After two passes of ECAP, the tensile strength of Al8090 increased by approximately 125%, reaching 386.01 MPa. The addition of Gd to the Al8090 alloy resulted in an 83% increase in tensile strength, reaching 313.84 MPa, while the addition of Y led to a 36% increase, reaching 233.83 MPa. Following the addition of rare earth elements and subsequent two passes of ECAP, the tensile strength values were recorded as 348.25 MPa for Gd addition and 328.27 MPa for Y addition. In Chapter 1, studies on Al8090 alloys are presented. Chapter 2 provides a detailed literature review on rare earth elements and ECAP. Chapter 3 includes information on severe plastic deformation methods, key parameters affecting the ECAP process, aluminum series, and rare earth elements. Chapter 4 describes the experimental stages, including casting, the ECAP process, material characterization, and the determination of mechanical properties. Finally, Chapter 5 presents the experimental results and evaluations.
Benzer Tezler
- Aşırı plastik deformasyon uygulanmış saf titanyum üzerinde hidroksiapatit oluşturulması ve elektrokimyasal davranışı
Hydroxyapatite formation on pure titanium produced by severe plastic deformation and investigation of electrochemical behaviour
İLYAS HACISALİHOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. AKGÜN ALSARAN
- Characterization of ultra-fine grained steel samples produced by high pressure torsion via magnetic Barkhausen niose analysis
Yüksek basınçlı burulmayla üretilmiş aşırı ince taneli çelik numunelerin manyetik Barkhausen gürültü analiziyle karakterizasyonu
SADIK BAYRAMOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR
PROF. DR. IGOR V. ALEXANDROV
- Development of a novel severe plastic deformation method for a thin-walled open section beam: Thin-walled open channel angular pressing (TWO-CAP)
İnce cidarlı açık kesitli kiriş için yeni bir aşırı plastik deformasyon metodunun geliştirilmesi: İnce cidarlı açık kanal açısal presleme (ICA-KAP)
MEHMET ŞAHBAZ
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYKUT KENTLİ
DOÇ. DR. HASAN KAYA
- Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen alüminyum iş parçalarına aşırı plastik deformasyon metotları uygulanarak mekanik özelliklerinin değişiminin incelenmesi
Investigation of the change of mechanical properties by applying extreme plastic deformation methods to aluminum workpieces produced by powder metallurgy method
CEM MISIRLI
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ ÇAN
- Eşit kanal-açısal presleme yöntemi ile 7075 alüminyum alaşımlarında nano boyutlu tane üretimi ve mikroyapısal karakterizasyonun belirlenmesi
Production of nano sized grains in 7075 aluminium alloys by equal channel angular pressing method and determination of microstructural characterization
ALPER AYTAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN TEKELİ