Kurşunsuz ve düşük kurşun oranlı pirinç alaşımlarının yüzey pürüzlülüğü ve sürdürülebilirlik indislerinin NSGA-ııı yöntemi ile optimizasyonu
Optimization of surface roughness and sustainability indices of lead- free and low-lead brass alloys by using NSGA-III method
- Tez No: 961192
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER UYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Pirinç malzemeler, Cu (Bakır) ve Zn (Çinko) elementlerini yüksek oranlarda ihtiva eden, işlenebilirlik ve şekillendirilebilirlik yönleri bakımından olağanüstü özellikleri nedeniyle çok geniş kullanım alanlarına sahip Cu-Zn alaşımlarıdır. Bu alaşımlar genellikle içeriğinin %60'ına kadar bakır, %35-%40 aralığında da çinko içerir. Buna ilaveten %1,5-%2,5 aralığında da kurşun ihtiva edebilmektedirler. Kurşun, malzemenin üretiminde büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Fakat, kurşunun ağır metal grubu elementlerinden olması ve yüksek oranlı kurşunlu pirinçlerin yaygın olarak sıhhi tesisatlarda kullanılması nedeniyle pirinç malzemede zamanla kademeli olarak aşınma sorunlarından dolayı, içme sularında partikül şeklinde kurşunla karşılaşılmaktadır ve bu durum ciddi sağlık sorunlarına sebep olabilmektedir. Bu nedenle pirinç malzemede kurşun kullanımı %0,2 ağırlık seviyesinin altında sınırlandırılmıştır. Kurşunlu pirinç malzemelere alternatif olarak, düşük kurşunlu ve kurşunsuz malzemelerin kullanımının yaygınlaştığı görülmektedir. Bu tez çalışmasında, düşük kurşunlu CW510L ve kurşunsuz CW724R pirinç malzemelerinin 3 farklı kesme hızı ve 4 farklı ilerleme değerinde hem kuru ve hem de yağla kesme işlemleri uygulanarak toplamda 48 deney yapılmıştır. Bu deneylerde, yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Ayrıca, sürdürülebilirlik indislerinden enerji, karbon emisyonu ve talaşlı imalat maliyet hesaplamaları yapılarak, elde edilen sonuçların optimizasyonu sağlanmıştır. NSGA-III (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III) ve FUCA (Faire Un Choix Adéquat) metotları optimizasyon için birlikte kullanılmıştır. CW724R kurşunsuz malzemesinin kuru kesme işleminin 282,6 (m/dk) kesme hızı ve 0,171 (mm/dev) ilerlemede yüzey pürüzlülük, enerji, karbon emisyonu ve talaşlı imalat maliyeti açısından en uygun şartı sağladığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Brass materials are Cu-Zn alloys that contain high proportions of copper (Cu) and zinc (Zn), and due to their exceptional machinability and formability properties, they have a wide range of applications. These alloys typically contain up to 60% copper and 35–40% zinc. Additionally, they may contain 1.5–2.5% lead. Lead facilitates the manufacturing process of the material significantly. However, as lead is a heavy metal and high-lead brass is commonly used in sanitary installations, gradual wear over time in brass materials can result in the presence of lead particles in drinking water, which poses serious health risks. Therefore, the use of lead in brass materials has been limited to below 0.2% by weight. As an alternative to leaded brass materials, the use of low-lead and lead-free materials has become more widespread. In this thesis study, a total of 48 experiments were conducted on low-lead CW510L and lead-free CW724R brass materials, using three different cutting speeds and four different feed rates, under both dry and lubricated cutting conditions. Surface roughness was measured in these experiments. Additionally, sustainability indices such as energy consumption, carbon emissions, and machining cost calculations were evaluated, and the results were optimized. NSGA-III (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III) and FUCA (Faire Un Choix Adéquat) methods were used in combination for optimization. It was determined that the dry cutting operation of lead-free CW724R material at a cutting speed of 282.6 m/min and a feed rate of 0.171 mm/rev provided the optimal condition in terms of surface roughness, energy consumption, carbon emission, and machining cost.
Benzer Tezler
- Normal benzine metanol ve MTBE katılmasının buji ateşlemeli motorun performansına ve eksoz emisyonlarına etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of blending methanol and MTBE with regular gasoline on performance and exhaust emissions of SI engines
İSMET SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATİLLA BİLGİN
- Application of multivariable calibration techniques to determine physical-chemical properties and quality of gasoline products
Benzin ürünlerinin kimyasal–fiziksel özelliklerinin ve kalitesinin belirlenmesinde çok değişkenli kalibrasyon tekniklerinin uygulanması
ÜMİT AYNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN
PROF. DR. ŞÜKRÜ UĞUR AKMAN
- Recovery of zinc and lead from ÇİNKUR leach residues by using hydrometallurgical techniques
ÇİNKUR liç artıklarından çinko ve kurşunun hidrometalurjik yöntemlerle kazanılması
AYDIN RÜŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAVUZ ALİ TOPKAYA
- Alkali ve kurşun alkali sırların yapısının Raman Spektroskopisi ile karakterizasyonu
Characterization of structure of alkali and lead-alkali glazes by Raman Spectrometry
GÜLSU ŞİMŞEK
Doktora
Türkçe
2011
Arkeometriİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. EMEL GEÇKİNLİ