LEE- Malzeme Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19379

Gözat

Wear behaviour analysis of different metals by the finite element method

(Institute of Science And Technology, 2020-06-15) Demir, Canay ; Baydoğan, Murat ; 506171407 ; Materials Engineering ; Materials Engineering

Material losses occur because of the damage caused by friction between materials relatively moving in contact with each other. Wear damage can significantly reduce the life cycle of the materials and can significantly affect their operating performance. To prevent or minimize this damage, wear mechanisms of material and material pairs must be determined under certain service conditions. Accordingly, wear testing and wear prediction have gained great importance. Wear is a very common type of damage in systems operating in motion. Wear can take place with more than one different mechanism. These are mainly classified as adhesive wear, abrasive wear, fatigue wear and corrosive wear. There are many factors that affect the wear phenomenon: crystal lattice structure, hardness, elasticity modulus, work-hardening, plastic deformation behavior, surface roughness of the materials etc. and they depend on the properties of materials. Additionally, the service or ambient conditions (temperature, humidity, etc.) very effective for the wear behavior. In order to minimize wear damage, wear behavior must be carefully examined. However, the most common is the method of determining the friction coefficient by the wear of the pin or ball, which is constantly under a certain force on the rotating disk with the pin-on-disk assembly, or vice versa. With this method, the wear loss is determined by measuring the wear traces on the wear disc or pin / ball. This experiment can be carried out under different loads, at different sliding speeds and distances, even at different temperatures. In all cases, it may not be possible to access all materials or wear surfaces can be complex geometries. In such cases, it is possible to obtain an approach to experimental results in cases where it is not possible to experiment using the Finite Element Method (FEA) as a numerical analysis method. Studies on wear modeling have been developed taking into account the classical wear theory put forward by Archard. In wear analysis using finite element analysis, Archard wear theory is still the most commonly used method today. The aim of this study is to obtain ball-on-disc type wear test results carried out in a laboratory environment via modeling in 3-dimensional in finite element analysis software. In this context, Inconel 718, 316L stainless steel, grey cast iron, spherical graphite cast iron, Zamak, Ti6Al4V, 7075 and 6082 aluminum alloys, AZ91 magnesium alloy and pure copper as metals with different crystal structure, hardness and microstructure have been subjected to wear test against alumina (Al2O3) ball. It is expected to verify that the validity of the finite element model used by comparing the results obtained from these experiments with the 3-dimensional wear model created with ANSYS Workbench and the results obtained by using Archard theory. In this way, it is aimed to make accurate predictions about the results of the wear analysis by using the finite element method. In line with the determination of wear loss in the specified materials, Inconel 718, 316L stainless steel, grey cast iron, spherical graphite cast iron, Ti6Al4V, 7075, AZ91, Zamak, 6082 and pure copper metals were tested under different loads in ball-on-disc wear test configuration. The wear loss is used in Archard`s wear equation to calculate the wear coefficient K and the coefficient of friction is used as an input to the simulation with hardness of material. SEM and Raman spectroscopy analysis of wear tracks were done. Using the 3-dimensional model of the ball-on-disc test setup was used to perform numerical analysis. Results from the numerical analysis were compared to the experimental analysis. There was a good correlation with the results in general. However, relatively higher error values were recorded for some metals like 7075 alloy and grey cast iron. The difference between these results were investigated both experimentally and numerically. First, the simulation is accepting that all surfaces are perfect. Secondly, the contact pressure was calculated as constant during the simulation. However, the in experiments the contact area is changing throughout the sliding thus, the contact pressure is expected to decrease. Furthermore, the contact pressure values calculated at the numerical model is differs from the Hertzian contact theory. Because in simulation assumes that bodies are elastic. Another reason is that oxide formations were found in wear tracks on sliding surfaces. The oxides created lubrication effect for the coefficient of friction of grey cast iron; however, it was kept constant during the simulation. Similarly, the metallic layer formation on the alumina ball against the Ti-6Al-4V resulted to metal-metal wear and the experimental K values was became different than the K value calculated from the Archard's equations. There are any many factors that can be found for accuracy of the simulation. Despite all that, the results were very promising to create a simulation tool for wear analysis of different materials.
Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde küreselleştirme ısıl işleminin optimizasyonu ve hassas kesme işlemine etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Kütmen, Akın ; Baydoğan, Murat ; 714495 ; Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı

AISI 4140 is a tempered steel with high strength and ductility, which can be hardened as a result of heat treatment applications. Due to its structural features, it finds a wide place in the machinery manufacturing, automotive, defense and aerospace industries. AISI 6150 steel grade is spring steel used in the machinery manufacturing industry, especially in the automotive industry, due to its features such as high wear resistance, strength and impact toughness. AISI 1045 and AISI 1070 steel grades are in the group of medium and high carbon spring steels that do not contain alloying elements. Due to their high strength and hardness properties, as well as their low cost, their use in similar sectors has become widespread over time. The heat treatment capabilities of these materials are frequently used during the production of parts for the automotive sector, which is among the common areas of use of the steel grades used in the study. The complexity of the part geometry, which is especially needed in the automotive industry, causes a decrease in product quality. These high strength and brittle structures of steels play a restrictive role in the shaping of parts. Other parameters that affect the result of the sheet metal forming process are the die geometry and the pressing process. With the development of today's technology in the machinery manufacturing sector, the traditional cutting processes have started to be replaced by the fine blanking process for the production of parts with high surface quality and dimensional accuracy. Due to the fact that the molds and hydraulic presses used in the fine blanking process create systems that operate with very low tolerances and high precision, very high efficiency can be achieved. For this reason, various heat treatment methods have been developed to improve material properties in order to increase product quality. After the traditional cutting process, fracture surface and shear surface are observed in the edge morphology of the piece. Fracture area has a rough structure because of formed as a result of tearing. It is known that the mechanical performance of the material decreases because these indentations and protrusions in the rough structure. Material tearing is affected by die design, punch geometry, cutting speed, and material microstructure. Preferred the fine blanking process, it is aimed to obtain an edge morphology with the entire sheared surface. After this cutting, in which burr, tearing, roll over and fracture penetration is minimal, the surface of the piece is formed higher quality. In order to increase the formability of the materials, it is necessary to increase the ductility and decrease the brittleness.
Understanding the unusual passive behaviour of high strength hybrid steel in corrosive environments

(Graduate School, 2022) Payam, Beste ; Örnek, Cem ; 789763 ; Materials Engineering Programme

Yüksek mukavemetli çeliklerin, otomotiv, uçak ve açık deniz uygulamaları gibi çeşitli teknolojik uygulamalarda sıklıkla kullanılmaları, bu çeliklere karşı duyulan ilgiyi yıllar içerisinde giderek arttırmıştır. Yüksek mukavemet/ağırlık oranı sunduklarından, bu çelikler mühendislik uygulamalarında dayanıklılık, ağırlık ve maliyet kazancı sağlamaktadır. Mukavemet seviyesinin kesin bir değeri olmamakla birlikte, düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çelik tipik olarak 500 MPa'dan yüksek akma ve 1000 MPa'dan yüksek çekme mukavemetine sahiptir. Yüksek mukavemetli paslanmaz çeliklerin minimum ağırlıkça %10,5 – 13 krom içermeleri beklenmektedir. Bu değer, yüzeyde oluşacak ince, homojen, koruyucu pasif filmin oluşabilmesi için bilinen sınır krom değeridir. Hibrit çelik, yeni nesil bir yüksek mukavemetli çeliktir. Hibrit çelik, mühendislik çelikleri, takım çelikleri ve paslanmaz çeliklerin özelliklerinin birleştirildiği bir platform yaratmaktadır ve bu nedenle Hibrit çelik olarak adlandırılır. Bu yeni mühendislik çeliği, yalnızca yüksek mukavemete sahip olmakla kalmayıp, yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci, maliyet, çevresel sürdürülebilirlik anlamlarında da üstün özellikler sergilemektedir. Korozyon ve beraberinde getirdiği etkiler, ülkelerin gayrisafi milli hasılasının büyük bir kısmının kaybına yol açtığından, korozyon kayıplarının incelenmesi ve bunun önüne geçilebilmesi, maliyet ve kaynakların sürdürülebilirliği açısından yüksek önem arz etmektedir. Korozyona karşı gösterdiği dirence ek olarak, alaşım elementlerinin az kullanıldığı bu yeni nesil Hibrit çelik ile çevresel sürdürülebilirlik de desteklenmektedir. Dünya endüstrisinde meydana gelen bu yeni dönüşüm, yeşil üretim rotalarını ve sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmayı zorunlu kılmıştır. Hibrit çeliğin korozyona karşı gösterdiği direnç, düşük alaşım oranı ile gelen düşük maliyeti ve bütün bunlara ek olarak yeşil üretimi ile, bu yeni dönüşüm hedeflerine başarılı bir şekilde uyum sağlayacağı öngörülmektedir. Hibrit çeliğin sunduğu üstün mukavemet, endüstride sıklıkla kullanılan iki mikroyapı sertleştirme mekanizmasının martenzitik matris içerisinde başarılı bir şekilde birleştirilmesi ile elde edilmiştir. Bu mekanizmalardan ilki genellikle takım çeliklerinin sertleştirilmesinde kullanılan karbür oluşumudur. Kullanılan diğer mekanizma ise intermetalik nikel alüminitlerin çökelmesidir. Temperleme ısıl işlemi, bahsi geçen mikroyapının elde edilmesini sağlamaktadır. Buna ek olarak temperleme ısıl işlemi ile daha yüksek mukavemet ve sertlik değerleri elde edilmektedir. Temperleme uygulanmamış Hibrit çeliği, 450 Vickers sertlik değerine sahipken, temperlenmiş Hibrit çelik 600 Vickers sertlik değerine sahiptir. Hibrit çelik (ağırlık olarak) %5 krom, %6 nikel ve %2 alüminyum içerir ve düşük maliyetli, düşük alaşımlı, yüksek mukavemetli ve yeşil bir çelik olarak kabul edilmektedir. Bu yüksek lisans tezi, Hibrit çeliğin korozyon direncini nötr sodyum klorür ve klorür içermeyen, oksijensiz sülfürik asit çözeltilerinde elektrokimyasal polarizasyon ve sinkrotron x-ışını fotoelektron spektrumu (XFS) ölçüm teknikleri kullanarak araştırmaktadır. Hibrit çeliğin korozyon davranışı, endüstride sıklıkla kullanılan AISI 304 (östenitik), 420 (martenzitik) ve konvansiyonel karbon çelikleriyle kıyaslanmıştır. Bu çalışmadaki motivasyon, çeliği paslanmaz yapan etkenleri, çelik ürünlerin doğru kullanımı amacıyla incelemek, buna ek olarak daha gelişmiş malzemeler tasarlamanın yolunu açmaktır. Çeliği paslanmaz hale getiren veya daha doğu bir tabirle bulunduğu ortamlarda pasif davranma özelliklerine sebep olan etkenlerin anlaşılması oldukça önemli hale gelmiştir. Paslanmaz yani pasif olma halinin anlaşılması yüksek mukavemetli çelikler için uzun ömürlü ve verimli kullanımını sağlayacaktır. Bu sayede maliyetten tasarruf sağlanıp ayrıca çevreci ve sürdürebilirlik elde edilecektir.
Yüksek işlenebilirlik kabiliyetine sahip 2011 alüminyum alaşımı geliştirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Sarı, İlyas Artunç ; Yücel, Onuralp ; 740181 ; Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı

Alüminyum, yerkabuğunda en çok bulunan metallerin arasındadır ve endüstrinin birçok dalında kullanımı günden güne artış göstermektedir. Doğada boksit cevheri olarak bulunmaktadır ve boksit cevherinden önce Bayer Prosesi, ardından Hall-Héroult prosesi ile metalik alüminyum elde edilmektedir. Alüminyumun diğer metallere karşı üstün özellikleri bulunmaktadır. Bunların başında korozyona karşı yüksek direnç gelmektedir. Oluşturduğu doğal pasivasyon tabakası ile oksidasyona karşı yüksek direnç göstermektedir. Düşük yoğunluğa rağmen sahip olduğu yüksek mukavemet, spesifik mukavemet (mukavemet/yoğunluk) oranının yüksek olmasını sağlamaktadır. Bu durum, hafifliğin önem arz ettiği otomotivden uçak-uzay endüstrisine kadar tüm sektörlerde alüminyumu değerli kılmaktadır. Alüminyumun bir diğer avantajı ise diğer metallere göre çok daha kolay geri dönüştürülebilir olmasıdır. Alüminyum alaşımları dövme ve döküm yöntemleri ile nihai haline getirilmektedir ve yapıldıkları işleme göre sınıflandırılmaktadır. Alüminyum döküm yöntemlerine örnek olarak kum kalıba döküm, enjeksiyon döküm, alçak basınç döküm yöntemleri verilebilir. Çok farklı tipte dövme yöntemleri bulunmakla beraber, belirli fiziksel özelliklerin kontrolünün önemli olduğu hallerde dövme yöntemine başvurulmaktadır. İşlenebilirlik, günümüzde birçok sektörde önemli bir malzeme özelliği olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu durum için farklı metaller ve alaşımlar geliştirilip kullanılmaktadır. İşlenebilirliğin önemli olduğu ürünlerden biri de valflerdir. Valflerin üretiminde tolerans aralıkları çok düşüktür. Dolayısıyla bu alanda, işlenebilirliği iyi olan pirinç alaşımları tercih edilmektedir. Pirinç alaşımlarının korozyon direnci de yüksektir ve bu alaşımların mekanik özellikleri genel olarak Zn içeriğine bağlıdır. Ancak diğer alaşım elementleri de mekanik özelliklerini etkilemektedir. Alüminyum alaşımlarının pirinç alaşımlarına göre birtakım avantajları mevcuttur. Bunlar üretim kolaylığı, ekonomik karşılaştırılabilirliği, alaşımın hafifliği ve yüksek spesifik mukavemetidir. Bu avantajlar gözetilerek, valf olarak kullanılabilecek alüminyum alaşımlarının geliştirilmesi ve kullanılması hedeflenmektedir. 2011 alüminyum alaşımı, içerdiği düşük ergime sıcaklığına sahip bizmut ve kurşun elementleri sayesinde yüksek işlenebilirlik kabiliyetine sahip bir alaşım olarak karşımıza çıkmaktadır. Bizmut ve kurşunun oluşturduğu fazlar tane sınırına çökelmekte ve istenen kalitede talaş oluşumunu sağlamaktadır. Bu sayede kesici takımın yağlanması daha kolay gerçekleşmektedir. Bu çalışmada valf olarak kullanılabilecek kalitede alüminyum alaşımlarının üretilmesi ve geliştirilmesi amaçlanmıştır. ASAŞ Alüminyum fabrikasında 2011 alaşımının üretimi gerçekleştirilebilmektedir. Bu alaşım, üretimi yapılırken sırasıyla doğrudan ani soğutmalı döküm, homojenizasyon ve ekstrüzyon aşamalarından geçmektedir. Doğrudan ani soğutmalı döküm yönteminde öncelikle alüminyum külçeler ve/veya hurdalar fırına şarj edilmekte ve metalin ergime işlemi gerçekleştirilmektedir. Ardından metal rafinasyonu ve gaz alma işlemleri yapılır. Bu işlemlerden sonra ise döküm prosesi başlatılır. Döküm prosesi sırasında döküm yolluğundan ilerleyen ergiyik metal, seramik filtrelerden geçerek döküm tablasına ulaştırılır. Üretimi gerçekleştirilecek biyetlerin çapına göre kullanılan döküm kalıpları istenen döküm hızında döküm tablasından uzaklaşır. Aynı anda su spreyi ile soğutma işlemi uygulanarak biyet üretimi gerçekleştirilir. Homojenizasyon işlemi biyetlerin tane yapısının daha homojen hale getirilmesi ve mekanik özelliklerin biyetin her yerinde aynı olması amacıyla yapılmaktadır. Biyetler sürekli veya batch tipi homojenizasyon fırınlarına alınarak alaşıma göre belirlenen sıcaklık ve sürelerde tutulmaktadır. Homojenizasyon işlemi genel olarak alaşımın ötektik sıcaklığının hemen altında gerçekleştirilmektedir. Daha yüksek sıcaklıklarda kısmi ergimeler söz konusu olabileceğinden, homojenizasyon prosesi hem bu hataların önlenmesi hem de en iyi mekanik özelliklerin sağlanabilmesi açısından önemli bir prosestir. Ekstrüzyon prosesi, doğrudan ani soğutmalı döküm yöntemiyle üretilen biyetlerin ısıtılarak yüksek pres gücünde bir kalıptan basılması suretiyle istenilen şekillerdeki profillerin üretildiği bir prosestir. Ekstrüzyonda, biyet sıcaklığı, ekstrüzyon hızı, ekstrüzyon gücü gibi önemli parametreler mevcuttur. İstenilen alaşımlı profillerin üretilebilmesi için bu parametrelerin doğru seçilmesi önemlidir. Bu çalışmada, tüm bu üretim aşamalarının proses parametreleri incelenmiştir. Doğrudan ani soğutmalı döküm yöntemiyle dökülen biyetlerin kimyasal kompozisyonu OES ile belirlenmiş ve DSC analizleri yapılmıştır. Sonrasında, ekstrüzyonla üretilen profillerin sertlik ölçümleri, çekme ve korozyon testleri gerçekleştirilmiştir. Mikro yapı optik mikroskop ve SEM'de incelenmiş ve EDS analizleri yapılmıştır. İşlenebilirlik kabiliyeti kontrol edilmiştir. Gerçekleştirilen araştırmalar ve yapılan deneysel çalışmalar neticesinde, 2011 alaşımının üretim parametreleri belirlenmiş, içeriğinde bulunan bizmut ve kurşunun işlenebilirliğe pozitif etki sağladığı gözlemlenmiştir. Bunlara ek olarak yapılan çalışmalar göstermektedir ki doğrudan ani soğutmalı döküm prosesi sırasında ergiyik metal çok iyi karıştırılmalıdır. Ayrıca, alaşımda bizmut ve kurşun içeriği 1:1 oranında bulunmalıdır. Bu sayede bizmutun genleşmesi kurşunun büzüşmesi ile dengelenecektir. Üretilen alaşımın talaşlı imalatında oluşan talaşın standartlarda istenen özellikte olduğu belirlenmiştir. Çalışmada gerçekleştirilen ekstrüzyon denemelerinde 2011 alaşımı için en yüksek ekstrüzyon hızı 1,7 mm/sn olarak belirlenmiştir. Bu hızın aşılması halinde profilde çeşitli yüzey hataları görülmektedir. Daha yüksek ekstrüzyon hızına ulaşabilmek adına, homojenizasyon sıcaklıkları değiştirilerek ileri çalışmalar yapılması önerilmektedir. Bu çalışmada valf olarak kullanılabilecek alaşımlara eloksal kaplama yapılarak korozyona direnci de ölçülmüştür. Eloksal kaplı olmayan numunede en derin korozyon 562 μm, 4-7 μm aralığında eloksal kaplı numunede 505 μm, 19-25 μm aralığında eloksal kaplı numunede ise 201 μm olarak ölçülmüştür. 19 μm ve üzeri eloksal kaplamada uzun süreli korozyon direnci oluşturmasının mümkün olduğu görülmüştür.
In-situ mechanical testing and digital image correlation of super duplex stainless steels to understand hydrogen embrittlement

(Graduate School, 2022) Şeşen, Bilgehan Murat ; Örnek, Cem ; 789276 ; Material Science and Engineering Programme

Super duplex stainless steel contains ferrite and austenite phases in its microstructure in equal amounts, providing superior mechanical and corrosion properties to most single-phase stainless steels. The microstructure has a continuous ferritic matrix with austenite islands embedded in the ferrite phase. Super duplex stainless steel is a workhorse material used in many industrial applications where the conditions are extreme in terms of corrosion and mechanical loading. Exposure to such extremes is often associated with the liberation of atomic hydrogen. The microstructure can readily absorb formed hydrogen. However, the presence of hydrogen in high-strength microstructures is detrimental; it causes a decrease in load-bearing capacity and ductility, a phenomenon called hydrogen embrittlement. There are failure reports of super duplex stainless steel used in subsea applications with cathodic protection against corrosion. However, analysis of these failed components has shown that only duplex microstructures with an austenite spacing larger than 50 μm fractured due to hydrogen. Critical components with finer microstructures show outstanding endurance, and no failure of such duplex stainless steel has been reported. It has remained unclear why finely-grain duplex microstructures show such an exceptional resistance to hydrogen-induced cracking and why duplex stainless steel with coarse microstructure shows high susceptibility to hydrogen embrittlement. This thesis aims to understand the hydrogen embrittlement of super duplex stainless steel with a small (10 μm) and large (30 μm) austenite spacing microstructure. An in-situ mechanical testing method was developed to study the effect of hydrogen absorption and mechanical strain on the susceptibility to hydrogen embrittlement. The testing method comprises a miniature-sized tensile specimen mounted on a micro-tensile tester, an electrochemical cell for in-situ hydrogen charging, and an optical microscope with an extended focal depth. The sample was continuously slowly strained (0.005 mm/min = 4.17ꞏ10-6 s-1) while the microstructure was imaged until fracture. The specimens were either electrochemically pre-hydrogen charged for up to 72 days and then tested or tested with simultaneous hydrogen charging using self-made electrochemical cells. The results were stress-strain curves and thousands of micrographs which all provide information about the deformation characteristics of materials. Then, these images were processed with digital image correlation software and strain maps were generated to understand local strain behavior. The results have shown that hydrogen absorption caused mechanical softening in the austenite phase, while hardening was observed in the ferrite phase. In addition, the finely-grained duplex microstructure, which has more resistance to hydrogen embrittlement, developed far fewer strain heterogeneities than the coarse one. The austenite grains in the coarse microstructure became more plastically than the austenitic grains in the finer microstructure. Likewise, the ferrite became less affected due to hydrogen absorption in the fine microstructure due to more hydrogen trapping at grain boundaries. It became understood that the magnitude and number of strain heterogeneities are the main reason for hydrogen embrittlement. It also became understood that as long as the austenite phase has the capacity for hydrogen absorption and mechanical straining, the entire microstructure is protected against brittle fracture. Super duplex stainless steel contains ferrite and austenite phases in its microstructure in equal amounts, providing superior mechanical and corrosion properties to most single-phase stainless steels. The microstructure has a continuous ferritic matrix with austenite islands embedded in the ferrite phase. Super duplex stainless steel is a workhorse material used in many industrial applications where the conditions are extreme in terms of corrosion and mechanical loading. Exposure to such extremes is often associated with the liberation of atomic hydrogen. The microstructure can readily absorb formed hydrogen. However, the presence of hydrogen in high-strength microstructures is detrimental; it causes a decrease in load-bearing capacity and ductility, a phenomenon called hydrogen embrittlement. There are failure reports of super duplex stainless steel used in subsea applications with cathodic protection against corrosion. However, analysis of these failed components has shown that only duplex microstructures with an austenite spacing larger than 50 μm fractured due to hydrogen. Critical components with finer microstructures show outstanding endurance, and no failure of such duplex stainless steel has been reported. It has remained unclear why finely-grain duplex microstructures show such an exceptional resistance to hydrogen-induced cracking and why duplex stainless steel with coarse microstructure shows high susceptibility to hydrogen embrittlement. This thesis aims to understand the hydrogen embrittlement of super duplex stainless steel with a small (10 μm) and large (30 μm) austenite spacing microstructure. An in-situ mechanical testing method was developed to study the effect of hydrogen absorption and mechanical strain on the susceptibility to hydrogen embrittlement. The testing method comprises a miniature-sized tensile specimen mounted on a micro-tensile tester, an electrochemical cell for in-situ hydrogen charging, and an optical microscope with an extended focal depth. The sample was continuously slowly strained (0.005 mm/min = 4.17ꞏ10-6 s-1) while the microstructure was imaged until fracture. The specimens were either electrochemically pre-hydrogen charged for up to 72 days and then tested or tested with simultaneous hydrogen charging using self-made electrochemical cells. The results were stress-strain curves and thousands of micrographs which all provide information about the deformation characteristics of materials. Then, these images were processed with digital image correlation software and strain maps were generated to understand local strain behavior. The results have shown that hydrogen absorption caused mechanical softening in the austenite phase, while hardening was observed in the ferrite phase. In addition, the finely-grained duplex microstructure, which has more resistance to hydrogen embrittlement, developed far fewer strain heterogeneities than the coarse one. The austenite grains in the coarse microstructure became more plastically than the austenitic grains in the finer microstructure. Likewise, the ferrite became less affected due to hydrogen absorption in the fine microstructure due to more hydrogen trapping at grain boundaries. It became understood that the magnitude and number of strain heterogeneities are the main reason for hydrogen embrittlement. It also became understood that as long as the austenite phase has the capacity for hydrogen absorption and mechanical straining, the entire microstructure is protected against brittle fracture.
Değişen oranlarda sodyum kalsiyum bentonitleri içeren döküm kalıp kum karışımlarında optimum bentonit miktarının belirlenmesi ve analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-04) Aldoğan, Tolga ; Ünlü, Necip ; 506181443 ; Malzeme Mühendisliği

Bentonitler, bünyesinde yüksek oranda montmorillonit minerali bulunan, yüksek sıcaklıklara dayanabilen, yüksek plastisite özellik gösteren, iyi fiziksel ve kimyasal özellikleri olan ve geniş yüzey alanına sahip bir kildir. Su vb. moleküllerin varlığında şişme özelliği göstermesi, yüksek bağlayıcılık özellikte olması ve yüksek plastisitesi nedeniyle pek çok farklı sektörde kullanım alanına sahip olabilmektedir. Doğada bol olması ve eldesinin kolaylığı, çeşitli alanlarda veya sektörlerde kullanılabilmesine avantaj oluşturmaktadır. Metalurji sektöründe de yüksek bağlayıcılık özellikte olması sebebiyle döküm kalıp kum karışım reçetesinde ve ince taneli demir cevherlerinin peletlenmesinde sıkça kullanılmaktadır. Döküm endüstrisinin maliyeti düşük ve kalitesi yüksek olan döküm arayışı, döküm kalıbının dayanıklı ve iyi olmasını mecbur kılmaktadır. Bu doğrultuda dökümde bentonitlerin bağlayıcılık özelliklerinin yanı sıra, döküm kumuna kazandırdığı; kalıptan sıyrılma, dayanıklılık, plastisite, akıcılık ve döküm sonrası kolay dağılabilme özellikleri de ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada, Bilecik-Bozüyük bölgesine ait Na ve Ca bentonitlerin döküm sektöründe daha faydalı bir kullanım şartı elde edilebilmesi için değişen oranlarda kalıp kumuna karıştırılarak; yaş basma mukavemeti, yaş kesme mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi gibi belirleyici birtakım testlere tabi tutularak optimum bentonit ve nem miktarını içeren kalıp kum karışımı reçetesinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda, ortalama 61.8 AFS tane boyutundaki silisyum esaslı kalıp kumuna %3, %4.5, %6 nem oranlarında ve %7, %10, %13 oranlarında bentonit ilaveleri yapılmıştır. Hazırlanan kalıp kum karışımlarının %75Na-%25Ca, %50Na-%50Ca, %25Na-%75Ca ve %100Ca olmak üzere 4 farklı bentonit içeriğine sahip olmaları sağlanmıştır. %7 sabit bentonit için değerlendirildiğinde, %100Ca bentonit içerikli kalıp kum karışımında yaş basma mukavemeti %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmış ve 92.66 ± 4.61 kN/m2 olmuştur. Daha yüksek nem içeriklerinde ise düşüş gözlenmiştir.
Farklı sac kalıp malzemeleri üzerine elektrospark biriktirme yöntem parametrelerinin araştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-04) Demirbilek, Orhan ; Ünlü, Necip ; 506181439 ; Malzeme Mühendisliği

Endüstride ihtiyaç duyulan makine, ekipman ve malzemelerin kullanım alanlarındaki ortaya çıkan hızlı artış, çok daha fazla çeşitte ve adette malzeme üretilmesi ve geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Otomotiv endüstrisi başta olmak üzere gıda endüstrisi, beyaz eşya sektörü gibi alanlarda yaygın olarak kullanılan sac metal şekillendirme çok fazla çeşit ve adette parça üretimine olanak sağlar. Sac metal şekillendirmede yassı bir çelik sac malzeme bükme kalıbı, derin çekme kalıbı ve kesme kalıbı gibi bir veya birden fazla kalıba koyularak plastik olarak deforme edilir ve nihai şekle getirilir. Kullanılan kalıp ve ekipmanlarına ait parçaların çalışma prensipleri incelendiğinde büyük çoğunluğunda parçaların genelde yüzeylerinin çalıştığını görmekteyiz. Aktif olarak çalışan yüzeyler diğer bölümlere nazaran daha fazla sürtünme, ısı, korozyon gibi etkilere maruz kalmaktadır. Kullanılan kalıpların yüzey kısımları sürekli olarak sürtünme ve aşınmaya maruz kalırken kalıp dış kısmında böyle bir etkiden söz edilemez. Bu yüzeylerin sürtünme ve aşınma özelliklerinin diğer yüzeylere göre daha iyi olması beklenir. Bunun gibi yüzey özelliklerini geliştirmek, malzeme yüzeyinde istenilen özellikleri kazandırmak için malzeme yüzeyine çeşitli prosesler uygulanmalıdır. Kaplamalar yüzey özellikleri geliştirme yöntemlerinde yaygın olarak tercih edilirler. Kaplamalar, aşırı şartlara maruz kalan makine elemanlarının, kalıp yüzeylerinin güçlendirmenin ve yenilemenin önemli bir yoludur. Kaplamalar, havacılık ve otomotiv endüstrisinden insan vücudundaki küçük biyomedikal cihazlara ve implantlara kadar farklı alanlarda sert ve aşındırıcı ortamlara maruz kalan bir yapının belirli bir parçasına veya tümüne koruma sağlar. İstenilen düzeyde yüzey özelliklerine sahip kaplama elde etmek oldukça zor bir konu olup, kaplama yöntem ve parametrelerinin geliştirilmesine duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Bu yöntemlerden bir tanesi de zorlu ortamlarda kullanılmak üzere metalürjik kaplamalarda en umut verici gelişmelerden biri elektrospark biriktirme (ESD) prosesidir. ESD, esas olarak, bir elektrot malzemesini metal bir alt tabakaya kaynaklamak için kısa süreli, yüksek akımlı elektrik darbeleri kullanan bir darbeli mikro ark kaynak işlemidir. Demir üzerine benzer bir elektrot kullanılarak ark uygulanmış ve bu uygulamanın sonucunda demir yüzeyinin sertliğininin arttığı 1924 yılında keşfedilmiştir. Bu keşif ESD kaplamanın temelini oluşturmakta olup üzerine çalışmalar devam etmektedir. Sac metal şekillendirme kalıplarının imalatında kalıp malzemelerinin seçimi şekillendirilecek parça özelliklerine ve üretim adetlerine göre belirlenmektedir. Karbon çelikleri, küresel grafitli dökme demirler ve takım çelikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada elektrospark biriktirme yöntemi kullanılarak sac şekillendirme kalıplarında yaygın olarak kullanılan Ck45, 1.2379 ve EN JS 1050 altlık malzemelerinin paslanmaz çelik elektrot ile kaplanması için optimum kaplama parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı parametrelerde yapılan kaplama işlemi sonucunda elde edilen numunelerin kaplama yüzeyleri incelenmiştir. Oluşan mikroyapılar, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile karakterize edilmiştir. Optimum kaplama parametrelerinin malzeme türüne göre değişkenlik gösterdiği görülmüştür. Artan çıkış gücü ile kaplama kalınlığı genel olarak artmaktadır. Aynı çıkış gücüne sahip malzemelerin farklı frekans değerlerinde de kaplamalar görülmüştür. Optimum kaplama Ck 45 ve 1.2379 malzemeler için %70 çıkış gücü ve 500 Hz de sağlanırken, EN JS 1050 malzemesinde %50 çıkış gücü ve 400 ve 500 Hz de sağlanmıştır. Kaplama kalınlıkları altlık malzemeye göre değişmekte olup yoğun ve kuvvetli bir yapışkan kaplama tabakası elde edilmiştir.
The effect of dead clay contents on mechanical properties of foundry molding sands

(Graduate School, 2022-03-04) Kandelous Jalali, Mehran ; Ünlü, Necip ; 506181435 ; Engineering Materials Engineering

Sand mold casting is one of the easiest and most common casting processes in foundries especially in Turkey. Since the mold is obtained from natural sources and is widely available all around the world, their demand is increasing gradually. In the sand-casting process, the base sand which in the most cases included silica sand is mixed with clay as a binder agent, water, and other additives in a fixed proportion to achieve an integrated mold. There are some vital characteristics of molding sand that play an important role in satisfactory foundry productions. This great importance certifies mold strength and durability to deformity of the weight of the pattern. The gas permeability is other importance to determines an ability of mold that it allows gases to escape to prevent internal pressure growth in the mold. In addition, thermal resistance is other remarkable property of a mold that indicates the refractoriness of mold particles to withstand heat without melting or vitrifying of sand. Besides, collapsibility is other notable factor of molding sand and a mold sand with good collapsibility demonstrates an easy shakeout process and prevent hot tearing defects. There are many other variables factors that influence on mechanical properties of molding sand, which include the size and shape of sand's grains, the binder type and water content, level of compaction, the metal melting point, and thermal expansion characteristics of sand. Apart from the contents mentioned about effective factors that influence on quality of molding sand, there is an unwanted phenomenon that almost all foundry companies have been experienced which in such a state they are commonly known as "dead clay. As a result, the effect of dead clay content in the molding aggregate and its effect on mechanical properties such as green compression strength and shatter index of ordinary molding sands is the main objective of this study. Metals and alloys have different melting point because their atomic binding energies are different from each other. As a result, a high temperature needs to destroy these atomic binding and this elevate temperature leads to burning the binder contents in the molding sand. Since, these binders are responsible for the strength of mold by burndown binder which is called dead clay forms a dead coating on the surface of sand particles and make it useless for further molding operations. Almost all clays heated to or over 800 ºC will have no bonding power and lose their plasticity due to the breakdown of their structure and the electrochemical bonding between the clay flakes no longer exists. Further, clay loses its crystal structure, and unwanted phase transformations such as cordierite, mullite, and cristobalite form what causes various types of casting defects such as scabs, rattails, and blowholes. In general, bentonite loses its property at 100-400 ºC by absorbing water rapidly and active clay converted to dead clay. This dead clay is not suitable for molding purposes and must be removed or kept low in order to prevent surface defects in mold sand. There is no way of removing the dead clay without removing at the same time the active clay and other fine-grained materials. However, this is obvious that adding some fresh sand and active clay could decrease the dead clay contents in total. In view of these observations, the study of the relative effect of the dead clay on the properties of green sand through the factorial design of statistical experiments seems to be quite justified. In this study, the different green sand mixtures with various dead clay contents consisting of especial sodium bentonite from Esan Eczacıbaşı Company Ltd, and silica sand from Kum Madencilik Company Ltd., have been investigated to determine an optimum amount of dead clay in the green sand mixture, what is acceptable content to achieve a suitable green sand molding property. Some amount of active clay (sodium bentonite) was fired at 800 ºC in an electric oven for about 3 hours to ensure the conversion of all active clay to dead clay. Further, to evaluate the realistic conditions, the reused molding sand mixtures with various dead clay contents have been prepared and applied for a small size pattern, then, the quality of molding has been determined. In addition, the verification of the findings which indicate the effects of dead clay content has been achieved by the investigation of physic-chemical, microstructural, and mechanical properties of the different green sand mixtures with various dead clay contents. For this aim, many analyses, such as the XRD, SEM, and TGA-DSC have been performed. The XRD analysis has been performed for the active sodium bentonite and its dead clay condition. The thermal behavior of the sodium bentonite has been determined by the TGA-DSC analysis. The SEM analysis has been performed for the dead clay particles surrounded by the silica sand particles. Therefore, the dead clay contents reduce the adhesion properties of sand particles and cause to decrease in the mold sand strength. It has been observed that increasing the dead clay content in green sand molding mixtures resulted in decreasing the green compression strength (GCS) and green shear strength (GSS) values gradually and the green sand loses its strength dramatically and dropped especially when the dead clay content increased over 2% of total clay content in green sand mixture with the total 7% bentonite. The experiments show that with increasing the dead clay content above 2%, the green sand strength decreases rapidly. The shatter index showed the same reaction as the moldability index when the dead clay content increased over 2% of the total amount of bentonite in the green sand mixtures. Both the shatter index and moldability index decreased substantially when dead clay content is added to green sand mixtures and it will be caused to create some defect in the surface of the mold. In addition, adding dead clay content had a different effect on the gas permeability index. Since dead clay particles have no binding ability therefore green sand particles lose their binding property as dead clay increases. As a result, permeability value showed a parallel relation with dead clay content such that increasing the dead clay content caused an increase destructively in the gas permeability. At the end of this investigation, the molding trial observations show after removing the pattern of the molding sand there were some cracks in the surface of the sample molds, and it determines clearly, the negative effect of the dead clay content on the molding sand which represents unsatisfactory casting productions. Thanks to this study, the required values for the best molding quality can be determined. In addition, the effect of dead bentonite on casting is clearly revealed. The data obtained as a result of this study has a very important place among the literature review, as well as a very important place for the foundries and the molding manufacturers.
H-BN ilavesinin zirkonya ile toklaştırılmış alumina seramiklerinin mekanik ve biyouyumluluk özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-25) Büyüker Ata, Gökçe ; Karadayı Akın, İpek ; 506191414 ; Malzeme Mühendisliği

Biyoseramikler kimyasal ve mekanik özellikleri sebebi ile kas ve iskelet sistemini etkileyen bozuklukların tedavisinde kullanılmaktadırlar. Seramik ve cam malzemeler tıpta uzun zamandır kullanılmasına rağmen implantasyon uygulamaları için mekanik özellikleri yetersiz kalmıştır. Bu yetersizliğin ana sebebi seramik malzemelerin sahip olduğu düşük kırılma tokluğu değeridir. Düşük kırılma tokluğu uzun vadede yavaş ilerleyen çatlak oluşumunu ve nihai olarak implantın görevini yerine getirememesine, hatta deforme olmuş implantın vücuda zarar vermesine yol açar. Bu sebeple, kompozit yapıların oluşturulması ile bu negatif özelliklerin üstesinden gelinmeye çalışılmaktadır. Alüminyum oksit (Al2O3), yüksek korozyon direnci, yüksek sertlik, kimyasal inertlik, düşük elektriksel ve termal iletkenlik, iyi biyouyumluluk gibi özellikleri sebebiyle çeşitli mühendislik uygulamalarında ve biyomalzeme olarak vücut içinde kullanılmaktadır. Ancak düşük kırılma tokluğu kullanım alanlarını sınırlamaktadır. Bu sorunun giderilmesi amacıyla alüminaya MgO, SiC, ZrB2, ZrO2 gibi mikron altı boyutlardaki ikincil faz partikülleri ilave edilmektedir. Bu ilaveler matrisin tane sınırlarına yerleşerek aşırı tane büyümesini önleyip alüminanın dayanımını arttırırlar. Zirkonyum oksit (ZrO2) esaslı seramikler uzun yıllardır biyomedikal endüstrisinde kullanılan malzemelerdir. Zirkonya seramikleri sıcaklığın etkisi ile allotropik değişim gösterir ve bu değişimler dönüşüm toklaşması mekanizması ile kırılma tokluğunu arttırır. Söz konusu faz dönüşümü sırasında %4-5'lik bir hacim değişimi gerçekleşir ve bu %14-15'lik bir kayma gerilmesi ortaya çıkarır. Bu dönüşüm ilerleyen bir çatlağın çevresinde gerçekleşirse çatlağa karşıt kuvvet oluşturacağından istenen bir sonuç alınır; ancak vücut sıvıları ile temas eden yüzeylerde oluşan çatlak, mikro çatlak oluşumuna ve yüzey pürüzlülüğüne yol açabilir. Zirkonyanın faz dönüşüm mekanizmasını kontrol etmek için zirkonyaya stabilize edici oksitler (MgO, CaO, Y2O3) ilave edilir ve sinterleme sıcaklığı ile oda sıcaklığı arasındaki faz dönüşümü engellenir. Bu oksitler arasında en yaygın olarak kullanılan stabilizatör itriyum oksittir (Y2O3). Sahip oldukları üstün özellikleri bir araya getirilen alümina ve itriyum oksitle stabilize edilmiş zirkonya (YSZ) seramikleri pek çok yapısal uygulamada monolitik alümina ve zirkonya seramiklerine göre tercih edilmektedir. Grafenin bulunması ve bilim dünyasına getirdiği yeniliklerin ilgi görmesi ile iki boyutlu malzemeler üzerine teorik ve deneysel çalışmalar hızlanmıştır. Son zamanlarda değişik karbon kaynaklarının kompozitler için takviye malzemesi olarak kullanımı ile ilgili birçok çalışma yapılmaktadır. Yapılan bu çalışmalar karbon kaynaklarının, Al2O3-YSZ kompozitlerinin kırılma tokluğunu arttırdığını göstermiştir. İki boyutlu hegzagonal bor nitrür (hBN), mekanik ve kimyasal özellikleri açısından grafen ile benzerlik göstermektedir. Bu çalışmada hBN'nin grafene nazaran sahip olduğu daha iyi oksidasyon direnci, işlenebilirlik özellikleri ve matris tozları ile aynı renkte olması sebebi ile bu çalışmada Al2O3-YSZ matrisine farklı oranlarda ilave edilerek yoğunlaşma, mikroyapı, mekanik özellikler ve biyouyumluluk üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu çalışmada, spark plazma sinterleme (SPS, 7.40 MK VII, SPS Syntex Inc.) tekniği kullanılarak öncelikle hacimce %20 ve 30 ZrO2 ve %30 YSZ içeren Al2O3-esaslı kompozitler 1350⁰C'de, 40 MPa basınç altında 5 dk bekleme süresi ile üretilmiştir. En iyi yoğunlaşma davranışına ve en yüksek mekanik özelliklere sahip bileşim (%30 YSZ içeren) matris olarak seçilmiştir. Daha sonra, hacimce %30 YSZ içeren bileşime farklı oranlarda hBN (hacimce, %1, 2, 3, 4 ve 5) ilavesi yapılarak bileşimler hazırlanmış ve SPS yöntemi ile 1350⁰C'de, 40 MPa basınç altında 5 dk bekleme süresi ile sinterlenmişlerdir. Sinterleme sonucunda 50 mm çapında, 4 mm yüksekliğinde silindirik numuneler elde edilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında numunelerin relatif yoğunlukları ve mekanik özellikleri ölçülmüş, sinterleme davranışları belirlenmiş, faz analizleri, mikroyapı karakterizasyonu yapılmış ve biyouyumluluk testleri gerçekleştirilmiştir. İkili kompozitlerin faz analizleri sonucu yapılarında metastabil tetragonal zirkonya kristalleri olduğu gözlenmiştir. Üretilen üçlü kompozitlerde, relatif yoğunluk değerlerinde istatistiksel bir değişime rastlanmamıştır. Sistemde en yüksek relatif yoğunluk, %30 YSZ içeren ve hBN ilavesi olmayan numunede %99,9 olarak ölçülmüştür. Yapılan faz analizlerinde artan hBN oranı ile sinterleme sonrası yapıda görülen monoklinik zirkonya oranı artmaktadır. Vickers sertlik değerlerinde %4 BN katkısına kadar istatiksel bir değişime rastlanmamıştır ancak artan BN miktarı ile düşüş gözlenmiştir. En yüksek kırılma tokluğu %3 BN içeren numunede 7,5 MPa.m1/2 olarak ölçülmüştür. Biyouyumluluk testleri sonucunda hBN katkısının biyouyumluluk özellikleri üzerine olumsuz bir etkisinin olmadığı sonucuna ulaşılmıştır.
B4c + Si ilaveli Tzm alaşımlarının spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile tek adımda üretimi, karakterizasyonu ve oksidasyon direncinin geliştirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-04-26) Coşkun, Mert ; Göller, Gültekin ; 506171434 ; Malzeme Mühendisliği

Ergime noktaları 1850 °C'den yüksek olan metaller, refrakter metaller olarak adlandırılırlar. Yüksek ergime noktalarının haricinde refrakter metaller diğer avantajlı özellikleriyle de ön plana çıkarlar. Bu özellikler sırasıyla; yüksek elektrokimyasal korozyon direnci, yüksek sıcaklık altında gösterdikleri dayanım, yüksek termal şok direnci, yüksek aşınma direnci, iyi elektriksel iletkenlik ve ısıl iletkenlik özellikleri olarak özetlenebilir. Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklık dayanımları alaşımlama yöntemiyle arttırılabilir. Önemli refrakter malzemeler arasında bulunun molibden (Mo) göstermiş olduğu özelliklerle yüksek sıcaklık uygulamalarında kendine geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Molibden ve molibden esaslı alaşımlar, yüksek sürünme mukavemetleri nedeniyle termal çevrimlerden sonra mekanik özelliklerini korumayı başarırlar. Bu sebeple roket endüstrisinde ve havacılık endüstrisinde yapısal parçalarda sıklıkla tercih edilirler. Molibden ve alaşımlarının diğer kullanım alanları, nükleer, kimya ve cam endüstrileri olarak sıralanabilir. Ancak yüksek sıcaklık uygulamalarında, örneğin 1000 °C'den yüksek olan sıcaklıklarda, saf molibdenin kullanımı kısıtlanmaktadır. Bu kısıtlı kullanımın nedeni saf molibdenin sahip olduğu ergime noktasına oranla düşük yeniden kristalleşme sıcaklığı ve yüksek olan sünek-gevrek geçiş sıcaklığıyla beraber göstermiş olduğu yetersiz mekanik özelliklerdir. Saf molibdenin yüksek sıcaklıklardaki mekanik özelliklerini arttırmak için kullanılan en önemli yöntemlerden biri alaşımlama işlemidir. Molibden alaşımları arasında TZM, yüksek dayanım ve yüksek kullanım sıcaklığıyla popüler alaşımlar arasında yer almaktadır. TZM alaşımı ilk olarak Climax Molybdenum, USA şirketi tarafından 1954 senesinde üretilmiştir. Kimyasal bileşimi ağırlıkça %0.5 titanyum, %0.008 zirkonyum ve %0.03 karbon olacak şekildedir. TZM üretimi esnasında oluşan karbürlü bileşimler, TiC ve ZrC, tane içinde ve tane sınırlarında çökerler. Aynı zamanda bu bileşimler dispersiyon mukavemetlendirmesi ve katı eriyik oluşumunu sağlayarak malzeme dayanımını arttırır ve yeniden kristalleşmeyi geciktirici olarak davranırlar. Molibden ve alaşımlarının kullanım koşullarını nispeten kısıtlayan bir unsur; farklı sıcaklık aralıklarında göstermiş oldukları düşük oksidasyon direncidir. Molibden alaşımlarının oksidasyon eğilimi 400 °C ve altında düşüktür. 400 – 650 °C arasında ise oksitlenmeyle birlikte oluşan MoO2 ve benzer oksitli bileşikler (MoOZ), 2 ≤ Z ≤ 3, yapıda ağırlık artışı meydana getirir. Sıcaklık 650 °C'nin üzerine çıktığında ise MoO3 bileşiği oluşur, buharlaşarak sistemden ayrılır ve ağırlık kaybını meydana getirir. Bu durum malzemenin yapısal özelliklerini aniden kaybederek; işlevini yerine getirememesine sebep olur. Sonuç olarak, molibden ve alaşımlarının oksidasyon direncinin yükseltimesi için koruyucu kaplamalar geliştirmek ve oksidasyon direncini arttıran alaşımlar geliştirmek mutlak çözümler olarak değerlendirilebilir. TZM alaşımı, ticari kullanımda genel olarak vakum ark ergitme ve toz metalurjisi yöntemleri ile hazırlanır. Havacılıkta, enerji üretiminde ve nükleer endüstrisinde kullanılan; yüksek saflık, homojenlik, arttırılmış yorulma ve kırılma tokluğuna sahip malzemeler, vakum ark ergitme yöntemiyle tekrarlı şekilde ergitilerek üretilir. TZM üretiminde kullanılan bir diğer üretim yöntemi olan toz metalurjisi yöntemi ise geleneksel yöntemler (sıcak pres ve izostatik pres) ve spark plazma sinterleme (SPS) olarak iki grupta ele alınabilir. Toz metalurjisi prosesleri, refrakter metallerin imalatında önemli bir rol oynamaktadır. 20. yüzyılın başından beri, toz metalurjisi kullanımı istikrarlı bir şekilde artmaktadır ve günümüzde toz metalurjisi ile neredeyse her malzeme üretilebilir duruma gelmiştir. Toz metalurjisi yöntemi, vakum ark ergitme ve sıcak dövme ile karşılaştırıldığında, serbest şekil tasarımı, homojen ve ince taneli mikroyapı elde edilmesine imkan vermesiyle ön plana çıkmaktadır. Tez çalışması kapsamında numuneler spark plazma sinterleme (SPS) cihazında sinterlenmiştir. Tez çalışması kapsamında TZM alaşımının oksidasyon direncinin ve mekanik özelliklerinin arttırılması hedeflenmiştir. TZM alaşımının oksidasyon direncini arttırmak ve mekanik özelliklerini geliştirmek için tercih edilen yöntemler arasında borlama ve silika bazlı kaplamaların geliştirilmesi bulunur. Borlama, bor atomlarının malzemenin matris yüzeyine difüzyonunu temel alan termokimyasal bir yüzey sertleştirme işlemidir. Termokimyasal işlem süresince bor atomları ana malzeme ile reaksiyona girerek çok sayıda borür bileşiklerini oluşturur. TZM alaşımlarının yüzeylerinin borlanması sonrasında oluşan Mo2B gibi bileşikler, alaşımın oksidasyon atmosferindeki çalışmaları boyunca uçucu özellikte olan MoO3 bileşiğinin oluşumunu engelleyip, oksidasyon direncini arttırır. Silika bazlı kaplamalar ise, işlem esnasında oluşturduğu ara bileşiklerin oksitlenmesiyle, yapışkan ve sürekli SiO2 katmanını oluşturarak; oksijenin alt katmanlarda bulunan molibden alaşımını oksitlemesini önler ve oksidasyon direncini arttırır. Tez çalışması kapsamında ilk olarak başlangıç tozlarının miktarı ve kalıp içine yerleştirilme şekilleri belirlenmiştir. Numunelerin tek adımda, sandviç yapı şeklinde sinterlenmesi ise 20000 A kapasiteli 7.40 MK VII, SPS Syntex Inc. spark plazma sinterleme cihazında gerçekleştirilmiştir. Üst ve alt katmanlarda B4C ve Si tozları, orta katmanda ise B4C, Si ve TZM tozları olacak şekilde grafit kalıba yerleştirilmiştir. Deneysel çalışma süresince değişken basınç ve sinterleme sürelerinde çapı 50 mm, kalınlığı 6 mm olan 4 farklı numune üretilmiştir. Tozların kullanım oranlarında ise orta katmanda ağ. %95 TZM ve ağ. %5 B4C+Si tozları kullanılmıştır. Dış katmanlarda ise B4C ve Si dağılımları sırayla hacimce %90 ve %10 olacak şekilde yapılmıştır. Üretimde toz miktarları aynı kalacak şekilde 5 dakika sinterleme süresi ve 40 MPa sinterleme basıncı, 10 dakika sinterleme süresi ve 40 MPa basınç, 10 dakika sinterleme süresi ve 60 MPa basınç ve son olarak 15 dakika sinterleme süresi ve 60 MPa basınç olacak şekilde üretimler yapılmıştır. Numuneler üretildikten sonra sertlik ölçümü, yoğunluk ölçümü, XRD faz analizi, elementel analiz, oksidasyon testleri ve karakterizasyonları tamamlanmıştır. Karakterizasyon çalışması kapsamında yapılan yoğunluk ölçümlerinde en yüksek yoğunluğa sahip olan numunenin, 8,86 g/cm3 yoğunluk değeri ile, 10 dakika sinterleme ve 40 MPa basınç altında üretilen numune olduğu tespit edildiyse de basınç ve sinterleme süresinin numune yoğunluğu üzerinde kayda değer bir etkide bulunmadığı saptanmıştır. Numunelerin kesit alanlarından yapılan sertlik ölçümlerinde üst katman ve orta katman arasında gözlemlenen sertlik değerleri farkı, üst katmanın orta katmana nazaran sahip olduğu gözenekli yapı ile açıklanabilmektedir. Üst katmanda gözlemlenen en düşük sertlik değeri 15,04 GPa ile TZMBSi-10-40 numunesinde olurken, orta katmanda gözlemlenen en yüksek sertlik değeri 21,85 GPa ile yine aynı numunede olmuştur. Numuneler kendi aralarında kıyaslandığında ise benzer sertlik değerlerine sahip olup, yapılarında aynı fazlar oluşmuştur. FactSage programı yardımıyla sinterleme ile oluşabilecek fazları belirlemek için reaksiyonların termodinamik hesaplamaları yapılmıştır. TZM, B4C ve Si tozları oluşan numunelerde Mo2B, MoB, Mo3Si, Mo5Si3, Mo2C, SiC ve Mo2B5 fazlarının oluşabileceği analitiksel olarak gösterilmiştir. Üretilen numunelerin XRD faz analizleri ise Rigaku Miniflex XRD cihazında tamamlanmıştır. Buna göre 4 numunede de Mo2B (JCPDS: 06-0593), Mo2C (JCPDS: 72-1683), MoB (JCPDS: 73-1768), Mo (JCPDS: 88-2331), Mo3Si (JCPDS: 04-0814), MoSi2 (JCPDS: 41-0612) fazları numuneler ile eşleşmiştir. Mikroyapı karakterizasyonu kapsamında numunelerin kesit alanları, JEOL JSM 7000F marka taramalı elektron mikroskobunun ikincil elektron ve geri saçılımlı elektron dedektörü vasıtası ile incelenmiştir. Numuneler incelendiğinde; artan sinterleme süresi ve basıncın etkisiyle difüzyon bölgesinin kalınlığının arttığı gözlemlenmiştir. TZMBSi-5-40 numunesinde difüzyon katmanının kalınlığı 100 µm, TZMBSi-10-40 numunesinde difüzyon kalınlığı 180 µm, TZMBSi-10-60 numunesinde difüzyon kalınlığı 277 µm ve TZMBSi-15-60 numunesinde difüzyon kalınlığı 515 µm olarak ölçülmüştür. Taramalı elektron mikroskobunun EDS eklentisi ile yapılan elemental analizi ile, XRD faz analizinde ve FactSage programı yardımıyla yapılan termodinamik hesaplamalarda gözlemlenen; Mo2B, MoB, Mo3Si, Mo5Si3, Mo2C, SiC ve Mo2B5 fazlarının oluştuğu ispatlanmıştır. Üretilen numunelerin oksidasyon davranışını incelemek için 600-800-1000 °C sıcaklıklarda 1 saat süreyle oksidasyon testi yapılmış ve test sonrasında spesifik ağırlık değişimleri kaydedilmiştir. Oksidasyon testi sonrası oluşan spesifik ağırlık değişimleri incelendiğinde; numuneler arasında kayda değer bir fark tespit edilmemiş olup, sinterleme basıncı ve süresinin oksidasyon dayanımına etkisinin minimum düzeyde olduğu görülmüştür. 1000 °C sıcaklıkta yapılan oksidasyon testine göre en düşük spesifik ağırlık azalışı 4,69 mg/cm2 ile TZMBSi-10-40 numunesinde gözlemlenmiştir. Yapı içerisinde ve yüzeylerde oluşan Mo2B, TiO2 ve SiO2 fazları MoO3 fazının oluşumunu engelleyerek ağırlık kaybını önlemiştir. Önceki çalışmalarla kıyaslandığında spesifik ağırlık azalımı 1000 °C'de monolitik TZM alaşımına göre %98,14, B4C-TZM sandviç yapıdaki numunelere kıyasla %96,05 ve TZM alaşımının sadece alt ve üst katmanlarına B4C ve Si ilaveleriyle elde edilmiş sandviç yapıdaki numunelere kıyasla %96,60 daha az olacak şekilde gerçekleşmiş ve TZM alaşımının yüksek sıcaklık oksidasyon dayanımı geliştirilmiştir. Çalışma grubunun yapmış olduğu güncel çalışmada homojen şekilde karıştırılmış TZM+B4C tozları, B4C tozları arasında kalıplanarak sinterlenmiştir ve 1000 °C sıcaklıkta gerçekleştirilen oksidasyon testinde elde edilen en düşük spesifik ağırlık kaybı 12,51 mg/cm2 olarak kaydedilmiştir. TZMBSi-10-40 numunesi bu çalışmaya oranla TZM alaşımının spesifik ağırlık değişimini %62,51 oranında azaltmayı başarmış ve TZM alaşımının yüksek sıcaklıklardaki oksidasyon dayanımını geliştirmiştir. Sonuç olarak, tez çalışmasında elde edilen sonuçlarla TZM alaşımının yüksek sıcaklıklardaki kullanım kabiliyetlerinin geliştirildiği gösterilmiştir.
Investigation of the microstructural and mechanical properties of Al/TiB2 composites produced by cold spray additive manufacturing

(Graduate School, 2022-06-22) Mert İlhami, Nergiz ; Baydoğan, Murat ; 506181437 ; Materials Engineering

In recent years, advanced technology materials are of great interest. One of these materials, Titanium diboride (TiB2), has a very important place with its features such as high hardness, high melting point, excellent wear and corrosion resistance. TiB2 production methods; carbothermic reduction, metallothermic reduction, powder metallurgy method, aerosal process and molten salt electrolysis. TiB2 Wear plates produced by these methods can be used as cutting tools, nozzles, gaskets, high temperature fittings. It is preferred in many industrial areas due to its high hardness. However, since it complicates its machinability in shaping, it pushes TiB2 to be used as a composite rather than being used alone. Aluminum shows soft, ductile and functional properties. For this reason, the use of aluminum and TiB2 as composite gives rise to many new areas of use in the industry. One of the newest methods of using these two materials as composites is the cold spray additive manufacturing method. In this method; Unlike other additive manufacturing methods, production can be made without the use of beam welding or resin, with the help of compressed air, without melting. In this study; Pure aluminum powder and pure TiB2 powder were first produced in different components by the cold spray additive manufacturing method. After applying the microstructure and mechanical tests to these produced samples, it was decided to proceed with the sample with 30% by weight TiB2 composition. This sample was heat treated at different temperatures to reduce the stresses that occur during cold spray additive manufacturing. Next; microstructure and mechanical properties were investigated. As a result of the study; It was observed that the hardness of the Al/TiB2 composite decreased with the increase of the heat treatment temperature, that is, it became more ductile and the wear resistance increased. However, with the increase of the heat treatment temperature from 300◦C, cracks and separations in the matrix phase, gaps occurred due to the different thermal expansion coefficients of the aluminum matrix and TiB2 reinforcement material.
Development and characterization of high entropy (HfTiZrMn/Cr)B2 based ceramics

(Graduate School, 2022-12-26) Süzer, İlayda ; Ağaoğulları, Duygu ; 506201403 ; Materials Engineering

Materials are divided into four groups: metals/alloys, ceramics, polymers and composites. Materials science includes the study of the physical, mechanical, thermal, chemical and many other properties of materials and the development of new materials. Advanced ceramic materials, including transition metal borides, carbides and nitrides, have attracted attention in recent years compared to traditional ceramics. Transition metal borides are characterized by a high melting point, high strength, high hardness, high wear and corrosion resistance, good thermal shock resistance, high chemical and thermal stability and high transmission stability. Thanks to all these superior properties, transition metal borides can be used as catalysts, refractory parts, sensors in high resolution detectors, decorative coatings, abrasive materials, coatings on cathodes, neutron absorption materials, sanding and polishing processes and in the aerospace industry, defense industry and nuclear technology. Various methods have been used to synthesize transition metal borides until today. The thermal plasma method, self-propagating high-temperature synthesis, metallothermic or carbothermic/borothermic reduction, autoclave synthesis, molten salt electrolysis and solid-state synthesis methods are the main ones. Another method used in the synthesis of metal borides, different from the methods mentioned, is the mechanochemical synthesis process, which has been used for other material groups for the last 20 years and is still being developed. Mechanochemical synthesis is a powder metallurgy production method that allows for the production of composite metal powders with small crystal grains and controlled microstructures at room temperature, using a cold welding-fracturing-rewelding mechanism and starting from easily accessible raw materials, as opposed to high reaction temperature production methods. In recent years, it has been necessary to develop new materials to meet the needs of many sectors, such as medicine, biomedicine, energy, aerospace technologies, automotive and electronics. High-entropy alloys (HEA) are one of the materials developed to meet these needs. Traditional alloying includes combining two or more elements. In high-entropy alloys, four or more elements are combined in equimolar ratios. Contrary to expectations, solid-solutions are formed instead of intermetallic compounds. In this way, HEAs have a single-phase structure even though they contain more than one element. Although there are many elements in the structure, high-entropy alloys mostly have body-centered cubic or face-centered cubic crystal structures. Recent studies have shown that such alloys may also have a hexagonal close-packed structure. Along with solid-solutions, high-entropy alloys also show four different core effects. The high-entropy effect explains its relationship with thermodynamic properties. The sluggish diffusion effect explains the kinetic state. The severe-lattice distortion effect represents both the crystal structure and the formation of mechanical properties. The effect of all the elements added to the alloy is examined under the cocktail effect. High-entropy alloys have high thermal and chemical resistance, good wear, oxidation and corrosion resistance, and mechanical properties such as high hardness, fracture toughness, and strength due to the elements in the alloy, the solid-solutions formed, and the four core effects. Thanks to its superior properties, it is used in the nuclear industry, shipping, the production of refractory materials, the aerospace industry, and cutting tool tips. Many methods are preferred in the production of high-entropy alloys, but arc melting, mechanical alloying, pressureless sintering and pressure sintering are the most common ones. The production of high-entropy ceramics, which is a new class based on high-entropy alloys, is a subject that has been studied in recent years. High-entropy ceramics include oxides, borides, carbides, nitrides and silicides. The idea of producing high-entropy metal borides, which is considered a new type of high-entropy materials and a new class of ultra-high-temperature ceramics, also has been emerged in 2016. High-entropy diboride ceramics have a P6/mmm space group and a hexagonal close-packed structure. In this structure, there are metal-boron, boron-boron and metal-metal bonds. It is characterized by superior properties as it contains metallic, ionic and covalent bonds together. High-entropy metal borides have the combination of superior properties of ceramics, such as low density, excellent high temperature strength, high hardness and strength, high wear and corrosion resistances and specific physical (optical, electrical and magnetic) properties. Due to these superior properties, it can be used in aviation, the solar and nuclear energy sectors, cutting edges and microelectronic systems. Many methods are used in the synthesis of high-entropy metal boride ceramics, a material group that has attracted attention recently due to its high thermal stability, improved mechanical properties, high oxidation resistance, and radiation damage tolerance. Mechanical alloying, boro/carbothermal reduction, self-propagating high-temperature synthesis, pressureless sintering, pressure sintering like spark plasma sintering or hot pressing are the main ones. In cases where a single-phase high-entropy diboride structure cannot be obtained, two consequent methods can be used. Mechanical alloying is a powder metallurgical production method and has the advantages of being carried out at room temperature, using cheap starting materials and inexpensive equipment. In the spark plasma sintering method, single-phase structure can be obtained with high temperature and high pressure. Within the scope of this study, HfB2, TiB2, ZrB2, TaB, Mn boride, Cr boride, Mo boride and W boride powders were synthesized by a mechanochemical route and purified by leaching in the lab-scale using the optimum conditions. Boride powders synthesized without any by-products were synthesized from optimum ones. The reproduced powders were blended in an equimolar ratio of consisting three to eight components. The three-component (Hf0.33Ti0.33Zr0.33)B2 medium-entropy alloy was chosen as the main alloy. The selected composition was first synthesized in a planetary ball mill for 30 h, 60 h or 100 h at ball-to-powder weight ratios of 10:1, 20:1 and 30:1. Then, the same composition was milled in a high-energy ball mill at a ball-to-powder weight ratio of 10:1 for 6 h, 10 h, 15 h and 20 h. In the high-energy ball mill, a ball-to-powder weight ratio of 10:1 and a milling time of 6 h were chosen as the optimum conditions. All prepared compositions were synthesized under optimum situation. For the characterization of powder samples, X-ray diffractometry, particle size measurement and density measurement with pycnometer were performed. Single-phase high-entropy diboride could not be obtained after mechanical alloying. The highest density was observed at 7.1379 ± 0.0057 g/cm3 (Hf0.142Ti0.142Zr0.142Mn0.142Cr0.142W0.142 Ta0.142)B2 composition, while the lowest density was observed in the (Ti0.25Zr0.25Mn0.25Cr0.25)B2 compositions at 4.9708 ± 0.005 g/cm3. A single phase high-entropy structure was synthesized by spark plasma sintering after milling. In addition, low intensity (Hf, Zr) oxide phases were observed. Again, secondary phases with low intensity were formed in five different compositions. X-ray diffractometer, scanning electron microscope/energy dispersive spectrometer, hardness measurement with the Vickers method, dry-sliding wear test and density measurement with the Archimedes method were used for characterization of sintered samples. The composition (Hf0.125Ti0.125Zr0.125Mn0.125Cr0.125Mo0.125W0.125 Ta0.125)B2 has the highest density value of 7.4794 ± 0.0065 g/cm3, while the composition (Ti0.25Zr0.25Mn0.25Cr0.25)B2 has the lowest density value of 4.7517 ± 0.0015 g/cm3. When all samples were examined, the hardness values ranged from 17.08 ± 2.32 GPa to 26.74 ± 1.85 GPa. The average hardness value of all samples was calculated at about 24 GPa. (Hf0.125Ti0.125Zr0.125Mn0.125Cr0.125Mo0.125W0.125Ta0.125)B2 has the lowest wear resistance and (Hf0.166Ti0.166Zr0.166Mn0.166Cr0.166Mo0.166)B2 has the highest wear resistance.
Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleri ile WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refrakter yüksek entropi alaşımlarının sentezlenmesi ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-26) Çiçek, Cem ; Öveçoğlu, Mustafa Lütfi ; 506201410 ; Malzeme Mühendisliği

Malzemeler ve malzemelerdeki yenilikler, insanlık tarihinin gelişmesinde ve ilerlemesinde önemli bir rol oynamaktadır. Günümüzde ise metaller, seramikler, kompozitler ve polimerler gibi sayısız malzeme bulunmaktadır. Antik çağlarda ilk insanlar kil, ahşap, taş gibi doğal malzemeleri ve bakır, altın, gümüş, demir, kurşun, çinko gibi metalleri günlük hayatta kullanmışlardır. Geçmişten günümüze kadar yeni elementler keşfedilmiş ve keşfedilen bu elementler sayesinde yeni mühendislik malzemeleri ve farklı alaşım sistemleri geliştirilmiştir. Alaşımların tasarlanması zorlu ve karmaşık bir konudur. Geleneksel alaşımlar, bir veya iki ana elementi içermektedir. Genelde bu elementlerden bir tanesi baskındır ve alaşımın kimyasal yapısı ile özelliklerini belirlemektedir. Diğer eklenen element veya elementler ise baskın olan element nedeniyle sınırlı etki göstermektedir. Alaşım elementleri mikroyapıyı kontrol etmek, mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri değiştirmek veya geliştirmek amacıyla eklenmektedir. Gelişen ve değişen dünya düzeniyle beraber, üstün özelliklere sahip alaşımlara duyulan ihtiyaç ve talep artmıştır. Bu yüzden, geleneksel iki alaşımlı elementler yerine, ikiden fazla sayıda element içeren alaşımlar tasarlanmış ve üretilmiştir. Yüksek entropi alaşımları, dört veya daha fazla elementin eşmolar oranda bir araya getirilmesi ile oluşturulmaktadır. Geleneksel alaşımların aksine, birden fazla alaşım elementi içermesine rağmen, yüksek entropi alaşımları tek fazlıdır. Tek fazlı sistemle beraber, hacim merkezli kübik veya yüzey merkezli kübik yapı sergilemektedir. Ayrıca, hegzagonal sıkı paket yapısına da sahip olabileceği son yıllarda yapılan çalışmalar ile belirlenmiştir. Bir yüksek entropi alaşımının hacim merkezli kübik veya yüzey merkezli kübik yapıda olması, valans elektron yoğunluğu ile hesaplanmaktadır. Valans elektron yoğunluğuna ait değerin 8'den büyük olması durumunda yüksek entropi alaşımının yüzey merkezli kübik, 6,87'den küçük olması durumunda hacim merkezli kübik ve bu iki değerin arasında olması durumunda ise yüzey merkezli ve hacim merkezli kübik yapıların beraber oluştuğu gözlenmiştir. Yüksek entropi alaşımları, yüksek sertlik, aşınma direnci, kırılma tokluğu gibi üstün mekanik özelliklere, termal kararlılığa, iyi oksidasyon direncine, yüksek kimyasal kararlılığa sahiptir. Bu üstün özellikler alaşıma katılan elementler, elementlerin mol veya hacim fraksiyonları, elementlerin sayısı gibi durumlardan etkilenmektedir. Elementlerle beraber, yüksek entropi alaşımlarının oluşumunu sağlayan çekirdek etkileri, kristal yapı ve özellikler üzerinde önemli etkiye sahiptir. Yüksek entropi etkisi, kafes çarpılımı etkisi, yavaş yayınım etkisi ve karışım etkisi, yüksek entropi alaşımlarının oluşumunu sağlayan dört temel çekirdek etkisidir. Yüksek entropi etkisi, termodinamik etkileri açıklamasıyla beraber hem alaşım oluşumundaki en önemli faktör hem de geleneksel alaşımlarla yüksek entropi alaşımlarını birbirinden ayıran önemli bir etmendir. Katı eriyiklerin, fazların ve kristal yapıların oluşumu bu etki ile açıklanmaktadır. Kafes çarpılması etkisi, farklı yarıçaplara sahip atomların neden olduğu kafes distorsiyonunu ifade etmektedir. Kafeste oluşan gerilmeler, sertlik veya mukavemet gibi mekanik özelliklerde artışı sağlarken, termal özelliklerde ise düşüşe neden olmaktadır. Yavaş yayınım etkisi, yüksek entropi alaşımlarında yayınım kinetiğini açıklamaktadır. Farklı atom türlerinin beraber hareket etmesinin zor olması ve farklı yayınım katsayılarına sahip olmaları yeni fazların oluşumunu engellemektedir. Karışım etkisi ise dörtten fazla elementten oluşan yüksek entropi alaşımlarında özelliklerin daha iyi hale getirilmesini ifade etmektedir. Alaşımda yer alan tüm elementler, alaşımın özelliklerini farklı şekillerde etkilemektedir. Yüksek entropi alaşımlarının sentezlenmesi için çeşitli yöntemler denenmiştir. Mekanik alaşımlama ve toz metalurjisi yöntemleri, basınçsız sinterleme, basınçlı sinterleme, ark ergitme, Bridgman yöntemi ve eklemeli imalat bunlardan başlıcalarıdır. Üretim yöntemi alaşıma uygun olarak seçilmelidir. Yüksek entropi alaşımları farklı formlar kazanmaya devam etmiştir. Sentezlenen yeni gruplarla, özellikleri de gelişmektedir. Refrakter yüksek entropi alaşımları, periyodik tablonun IV. (Hf, Ti, Zr), V. (V, Nb, Ta) ve VI. (Cr, Mo, W) grubunda yer alan refrakter metalleri ile üretilen alaşımları ifade etmektedir. Bu alaşım sistemlerine geçiş metalleri de eklenerek çeşitli özellikler kazandırılması amaçlanmaktadır. Geçiş metalleri; Al, Si, Co, Ni gibi refrakter olmayan metallere de ilave edilmektedir. Yüksek entropi alaşımlarının aksine refrakter yüksek entropili alaşımlar, yalnızca hacim merkezli kübik kristal kafes yapısına sahiptir. Alaşımda yer alan refrakter metallerin hacim merkezli kübik yapıda olması, atomik yarıçaplarının benzer olması veya benzer değerlik sayılarına sahip olması bu kafes yapısını oluşturacaklarını doğrulamaktadır. Seçilen alaşım elementlerine bağlı olarak, katı çözeltiler ve katı çözeltilere ek olarak intermetalik fazların da oluştuğu da gözlenmiştir. İntermetalik fazların oluşumu alaşım elementlerinin sayısına, mol fraksiyonuna veya çeşidine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Katı çözeltiler ve intermetalik fazlarla beraber, refrakter yüksek entropi alaşımları yüksek sertlik, dayanım, aşınma direnci, kırılma tokluğu; iyi korozyon direnci, yüksek oksidasyon direnci, iyi termal kararlılık ve yüksek ergime noktası, yüksek radyasyon direnci gibi özellikler göstermektedir. Üstün özelliklerinin sağladıklarıyla beraber, nükleer reaktörlerde, kesici takım uçlarında, gaz türbin motorlarında, türbin kanatlarında, havacılık ve uzay sanayisinde, parçacık hızlandırıcılarında, iyon yerleştirme uygulamalarında, denizcilik sektöründe, termal bariyer kaplamalarında, ısı eşanjör borularında, kimyasal proseslerde, yüksek sıcaklığa dayanım gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadır. Yüksek entropi alaşımlarına benzer olarak mekanik alaşımlama ile, basınçsız sinterleme veya spark plazma sinterleme gibi basınçlı sinterleme prosesleri ile ve ark ergitme ile üretilmesi refrakter yüksek entropi alaşımlarının da mümkündür. Mekanik alaşımlama, toz metalurjisi üretim yöntemi olan katı-hal sentezleme tekniğidir. Dışarıdan herhangi bir ısıya ihtiyaç duyulmadan oda sıcaklığında gerçekleşen proseste, yüksek enerjili bilyalı değirmen içerisinde tekrarlı olarak gerçekleşen soğuk kaynaklama, kırma ve yeniden kaynaklama işlemleri gerçekleşmektedir. Diğer yöntemler ile sentezlenemeyen alaşımlar, kompozitler veya kırılgan intermetalik bileşikler mekanik alaşımlama ile üretilebilmektedir. Başlangıç hammaddeleri, öğütücü tipi ve hızı, bilya-toz oranı, öğütücü kaplar ve bilyaların malzemeleri, öğütücü kapların doluluk oranı gibi pek çok parametre mekanik alaşımlamayı etkilemektedir. Basınçsız sinterleme prosesinde ise sinterleme işlemi, yüksek sıcaklıklarda, inert ortamda fakat basınç uygulanmadan tamamlanmaktadır. Bu çalışmada WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refrakter yüksek entropi alaşımı elementel tozlardan mekanik alaşımlamayı takip eden basınçsız sinterleme prosesi ile üretilmiştir. İlk olarak WNbMoV baz alaşımı, 2 sa, 4 sa, 6 sa ve 8 sa boyunca mekanik olarak alaşımlanmıştır. İkinci aşamada Cr değişimi gözlenmeden, 0,25 mol, 0,5 mol, 0,75 mol ve 1 mol Al ilave edilmiş ve 2 sa, 4 sa, 6 sa ve 8 sa boyunca alaşımlanmıştır. Son olarak Al ve Cr beraber artırılarak (0,1-1) 2 sa, 4sa, 6 sa ve 8 sa boyunca öğütülmüştür. Süreye bağlı inceleme yapıldığında ise kristalit boyutta 6 sa ve 8 sa arasında yaklaşık %10 azalma yaşanırken 2 sa ile 6 sa arasında yaklaşık %35 ile %50 arasında azalma görülmüştür. Bu durum 6 saatlik süreden sonra boyutun azalma oranının azaldığını göstermektedir. Mekanik alaşımlama sonrasında X-ışınları ile faz analizi, taramalı elektron mikroskobu/enerji dağılım spektrometresi ile mikro yapı analizi, partikül boyut analizi ve piknometre ile yoğunluk ölçümü karakterizasyon çalışmaları olarak tamamlanmıştır. Mikroyapı görüntüleri ve faz analizleri beraber incelendiğinde, refrakter yüksek entropi alaşımının 4 saatlik mekanik alaşımlama süresinden sonra homojen yapı oluşturmaya başladığı, 8 saat sonunda artan mekanik alaşımlama süresi nedeniyle aglomerasyonun artış gösterdiği anlaşılmaktadır. Yapılan karakterizasyon çalışmalarında; kristalit boyutun 6 saatten itibaren düşüş hızının azaldığı, partikül boyut dağılımının 6 saatten itibaren homojen dağıldığı, partiküllerin küresel morfolojiye 6 saatten itibaren dönüşmeye başladığı ve XRD analizinde HMK yapının oluşması nedeniyle optimum süre 6 saat olarak belirlenmiştir. Piknometre ile yoğunluk ölçüm sonucunda tozlara ait göreceli yoğunluk değerlerinin %90'nın üzerinde olduğu görülmüştür. Daha sonra, 1650℃'de basınçsız sinterleme prosesi tamamlanmıştır. Baz alaşım, WNbMoVAl ve WNbMoVAlCr alaşımlarına ait tüm öğütme süreleri, diğer alaşım gruplarında ise optimum süre olarak seçilen 6 saat öğütme koşulları sinterlenmiştir. Sinterleme sonrasında ise X-ışınları ile faz analizi, taramalı elektron mikroskobu/enerji dağılım spektrometresi ile mikroyapı analizi, Arşimet yöntemi ile yoğunluk ölçümü ve Vickers metodu ile sertlik ölçümü tamamlanmıştır. Sinterleme işlemi sonrası faz analizleri incelendiğinde tek fazlı hacim merkezli kübik yapı ile beraber karbür fazlarının da oluştuğu görülmüştür. Sinterleme işlemi sonrası Arşimet prensibi ile görece yoğunluğa ait en yüksek değerin %97,64 ile WNbMoVAl0.75 bileşiminde en düşük değerin ise %79,67 ile WNbMoVAl0.25Cr0.25 bileşiminde olduğu görülmektedir. Tüm numunelerin sertlik değerlerine bakıldığında ulaşılan en yüksek sertlik değeri 14,29 ± 0,58 GPa ile WNbMoVCr0,4Al0,4 bileşimine sahip numuneye aittir. En düşük sertlik değeri ise 7,53 ± 0,51 GPa ile WNbMoVAl0,25 bileşimine sahip numuneye aittir. Yapılan aşınma testinde ise artan süreye bağlı olarak sürtünme katsayısı %25 oranında azalırken geçiş elementinin eklenmesiyle %12 oranında azalma hem mekanik alaşımlamanın hem de element katkılarının aşınma dayanımını arttırdığı tespit edilmiştir. SEM görüntülerinde ise aşınma izleri görülmüştür.
Mekanik alaşımlama yöntemi ile refrakter yüksek entropi HfMoNbVW-(Cr, Ni) alaşımlarının sentezlenmesi, ark ergitme ve basınçsız sinterlerme yöntemleriyle yoğunlaştırılması ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-26) Doğan, Zeynep Beyza ; Öveçoğlu, Lütfi ; 506201428 ; Malzeme Mühendisliği

Yüksek entropili alaşımlar, son zamanlarda mühendislik malzemeleri içerisinde dikkat çeken ve yeni araştırmalara açık bir konudur. Geleneksel alaşımlardan farklı olarak, yaklaşık olarak eşit oranlarda karıştırılmış beş metalin karıştırılmasıyla oluşan yüksek entropi alaşımlar mukavemet, tokluk ve korozyona karşı direnç gibi farklı faydalı özelliklerin bir arada bulunmasını sağlayabilmektedir. Bilinen termodinamik kurallara göre YEA'ların yapısında birçok ara bileşiğin oluşması, karmaşık mikroyapı sebebiyle kırılgan ve işlenmesinin zor olması beklenmekteydi. Ancak, yüksek karışık entropisinin YEA'ların daha kararlı bir yapıda olmasını sağladığı görüldü. İçerisinde derişimi %50 fazla bir element barındırmadığı için çok farklı YEA sistemi de üretilebilir. Bu durum, bilim insanlarının bu konu üzerine çalışmalarının artmasını sağlamıştır ve günümüzde de araştırmaya çok açık bir konudur. YEA'ların farklı özelliklerini tanımlarken 4 çekirdek etki kavramı öne çıkmaktadır: Yüksek entropi, kafes distorsiyonu, yavaş difüzyon ve kokteyl etkisi. Basit katı çözelti fazlarının oluşumunda yüksek entropinin önemli bir etkisi varken kafes distorsiyonu mekanik, fiziksel ve kimyasal etkiler üzerinde etkilidir. Yavaş difüzyon alaşım yapısında nanokristal ve amorf yapıların oluşumunda etkili iken kokteyl etkisi farklı elementlerle oluşturulan etkileşimlerin sonuçları üzerinde birleşik bir etki oluşturulmasını sağlar. YEA'ların üretiminde daha çok ark ergitme ve döküm yöntemlerinin yoğunlukta olduğu görülmektedir ancak bu yöntemlerde karmaşık bileşimlerin üretiminde bazı zorluklar bulunmaktadır. Toz metalurjisi bu sorunların çözümü için etkili bir yöntem olarak YEA üretiminde son yıllarda öne çıkmaktadır. Bir toz işleme tekniği olan mekanik alaşımlama (MA), belirlenen oranda karıştırılan başlangıç tozların bilyalı öğütme ortamında mekanik çarpışmaya maruz kaldığı uygun maliyetli bir yöntemdir. Mekanik alaşımlama yöntemiyle mikroyapı kontrolü sağlanabilmekte ve segregasyon engellenebilmektedir. İstenmeyen ara bileşiklerin oluşmaması, homojen ve yüksek saflıkta tozların üretilebiliyor olması bu yöntemi öne çıkaran özellikleridir. Ancak mekanik alaşımlama esnasında yayınımın sınırlı olması ve öğütme sonrasında kirlilik görülmesi sebebiyle ek bir işlem daha gerekmektedir. Mekanik alaşımlama sonrası sinterleme işleminin gerçekleştirilmesi bu problemi çözmektedir. Bu çalışmada HfMoNbVW (baz alaşım), HfMoNbVWCr ve HfMoNbVWNi tozları mekanik alaşımlama yöntemiyle üretildi. Mekanik alaşımlama öncesinde başlangıç tozları turbula karıştırıcıda 1 saat boyunca harmanlanmıştır. Harmanlanmış tozlar 2, 4, 6 ve 8 saat sürelerde SPEX tipi öğütücüde mekanik alaşımlanmıştır. Öğütme için bilya-toz oranı 10:1 olarak seçilmiş, WC bilya ve kap kullanılmıştır. Harmanlanmış ve mekanik alaşımlanmış tozlara gerekli karakterizasyon analizleri uygulanmıştır. Harmanlanmış ve öğütülmüş tozların X-ışınları difraksiyonu (XRD) analizinde, mekanik alaşımlamayla elementel tozların birbiri içerisinde çözünerek tek fazlı HMK yapı oluşturduğu görüldü. 2 saat mekanik alaşımlanmış numunede elementel Hf fazına ait pik varlığı gözlemlenirken 4 saat sonrası bu pikin görülmemesi sebebiyle mekanik alaşımlama için sınır değer olarak 4 saat seçildi. Artan mekanik alaşımlama süresiyle pik genişliklerinin artıp şiddetlerinin azaldığı görüldü. Aynı zamanda artan mekanik alaşımlama süresiyle piklerde sola doğru kayma görülmektedir. TOPAS yazılımı ile mekanik alaşımlanmış tozların kristal boyutları hesaplandığında artan alaşımlama süresiyle kristalit boyutunun azaldığı görüldü. Yalnızca 8 saat öğütülmüş numunenin kristal boyutunda 6 saat öğütülmüş numuneye kıyasla artış görüldü. Mekanik alaşımlanmış tozların partikül boyut analizleri gerçekleştirildi ve artan öğütme süresiyle tozların parçacık boyutunun azaldığı görüldü. Öğütülmüş tozların He gaz piknometresi ile yoğunluk ölçümleri gerçekleştirildi ve görece yoğunluk değerleri hesaplandı. Taramalı elektron mikroskobu / enerji dağılımlı spektrometre (SEM / EDS) ile morfolojik analizleri gerçekleştirildi. Toz karakterizasyonlarının ardından harmanlanmış ve mekanik alaşımlanmış tozlar, preslendikten (presleme: 370 MPa ortalama basınç değeri, 1 dakika ; CIP: 390 MPa basınç, 1 dakika) sonra T=420°C sıcaklığında 1 saat bağlayıcı giderme işlemine (vakum, Ar) tabi tutuldu. Ardından vakum ark ergitme ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle yoğunlaştırıldı. Basınçsız sinterleme işlemi 1650°C derecede (vakum, H2, Ar) gerçekleştirildi. Ark ergitme işlemi vakum ve Ar gazı atmosferinde, her numunenin 3 kez ergitilmesi şeklinde gerçekleştirildi. Yoğunlaştırılan bünyelerin gerekli karakterizasyon analizleri aynı ekipmanlarla yapılmıştır. XRD analizlerinde literatürle benzer şekilde tek fazlı HMK yapı gözlemlendi. Bunların yanında az miktarda oksit fazıyla kullanılan kaptan kaynaklı olarak karbür fazlarının da oluştuğu görüldü. Yoğunlaştırılmış bünyelerin mikroyapı analizleri incelendiğinde mekanik alaşımlanmış numunelerin homojen elementel dağılım sergilediği görüldü. Literatürle benzer şekilde ark ergitilmiş numunelerde görülen dendritik yapılar burada da görüldü. Dendrit ve dendiritler arasındaki elementel dağılımın elementlerin ergime sıcaklıklarına bağlı olarak gerçekleştiği gözlemlendi, bu durum literatürdeki sonuçlarla örtüşmektedir. Yoğunlaştırılmış bünyelerin He gaz piknometresi ile yoğunluk ölçümleri gerçekleştirildi. Yoğunlaştırılmış numunelerin mekanik özellikleri çeşitli mekanik deneyler sonucunda belirlendi. Vickers sertlik testi ile numunelerin mikrosertlik değerleri ölçülmüştür. Tüm yoğunlaştırılmış bünyeler içerisinde en yüksek sertlik değeri 9.503 ± 0.7109 GPa ile mekanik alaşımlanmış ve basınçsız sinterlenmiş baz alaşıma ait iken en düşük sertlik değeri ise 7.532 ± 0.19 GPa ile mekanik alaşımlanmamış ve ark ergitilmiş baz alaşıma aittir. Ark ergitilmiş numunelerin sertlik değerleri kıyaslandığında, hem harmanlanmış hem mekanik alaşımlanmış numunelerde Cr içeren komposizyonlar en yüksek sertlik değerine sahiptir. Cr ve Ni eklentisinin sertlik değerlerinde iyileşme sağladığı görülmüştür. Aşınma karakterlerini incelemek amacıyla aşınma testi uygulandığında sertlik sonuçlarıyla uyumlu olarak basınçsız sinterlenmiş numune, ark ergitilmiş numunelerden daha yüksek aşınma değerine sahiptir. Aşınma ve sertlik değerleri incelendiğinde Ni elementinin eklenmesi mekanik alaşımlamanın etkisini artırdığı görülmektedir. Bu çalışma sonucunda, mekanik alaşımlama ile refrakter yüksek entropili alaşım tozları üretilmiş ve basınçsız sinterleme ile vakum ark ergitme olmak üzere iki farklı yöntemle yoğunlaştırılmıştır. Mekanik alaşımlamanın bu iki yöntem üzerindeki etkisi çeşitli karakterizasyon teknikleri kullanılarak karşılaştırmalı olarak ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir.
Investigations on reducing friction coefficient of MAO coating fabricated on 7075 Al alloy

(Graduate School, 2023) Küllü, Gizem ; Çimenoğlu, Hüseyin ; Muhaffel, Faiz ; 782483 ; Materials Engineering Programme

Aluminum (Al) and its alloys have attracted attention in a wide range of application areas thanks to their high specific strength-to-weight ratio, excellent formability, and ease of fabrication. Also, in the automotive industry, they reduce CO2 emissions by lowering vehicle weight due to their low density and high specific strength. These crucial advantageous have made Al alloys a very attractive material for the aerospace and automotive industry, especially. In addition to these advantages of Al alloys; they have some limitations such as low wear resistance due to low hardness, and high and unstable friction coefficient. Thus, Al alloys cannot exhibit sufficient strength and tribological properties in rotating and reciprocating dry sliding conditions. Among the Al alloys, the 7xxx series have been used for high-strength applications. These series are suitable for surface treatment when various material properties have been expected. Also, they have resistance to stress corrosion cracking. In these series, 7075 Al alloys which are known as high-strength Al alloys have significant advantages such as high toughness and good fatigue strength. Although it has these advantages; it cannot exhibit sufficient tribological properties because of its high and unstable coefficient of friction, low hardness and wear resistance. To tackle these limitations, different surface modification techniques have been developed. In this way, different functional properties can be gained from the alloy. In this regard, the micro-arc oxidation (MAO) process, also called as plasma electrolytic oxidation (PEO) process have been become crucial considering numerous advantages such as coating producibility for different applications (wear, corrosion, optical etc.), no deterioration of substrate, environmentally-friendly. MAO process is based on the fabrication of oxide-based ceramic coating on light metals (Al, Ti, and Mg) by using an electrolyte resulting in improvement in wear and corrosion properties, especially. With particle addition into the electrolyte, porosities formed during the MAO process can be minimized; both complex-oxide ceramic coatings that can improve different properties can be obtained and the friction coefficient can be reduced with the solid lubricant additives settled in the micro-pores in the structure. Thus, further improvement in tribological properties can be achieved.
Niyobyum elementi ilavesinin A206 alaşımına etkilerinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Palamutçu, Nuri ; Dışpınar, Derya ; 783134 ; Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı

Alüminyum, düşük yoğunluk, işlenebilirlik, korozyon direnci, süneklik, geliştirilebilir mekanik özellikler ve özgül mukavemet gibi harika özelliklere sahiptir. Bu özellikler, alüminyumu dünyada en çok üretilen ikinci metal haline getirmektedir. Alüminyum mükemmel bir geri dönüşüm oranına sahiptir ve bu onu çevre dostu yapar. Ayrıca alüminyum yüzde sekiz ile dünyada en çok bulunan üçüncü elementtir. Alüminyum üretiminin birincil ve ikincil olmak üzere iki farklı yolu vardır. Birincil üretim, ikincil üretime göre çok daha pahalı ve zordur. Boksit cevherinden alüminyum oksitin Bayer prosesi adı verilen prosesle elde edilmesinden oluşan bu üretim şekli. Bu işlemden sonra Hall-Heroult işlemi adı verilen bir yöntemle alüminyum oksitten arta kalan alüminyum elementi elde edilir. İkincil üretim, birincil üretimin aksine her geçen gün artmaktadır. İkincil üretim, birincil üretim için gereken enerjinin yalnızca %5'ini tüketir. Alüminyum alaşımları dövme ve döküm alaşımları olarak başlıca iki gruba ayrılır. Alüminyum döküm alaşımları otomotiv, savunma ve havacılık endüstrilerinde en yaygın kullanılan demir dışı metallerdir. Alüminyum-bakır alaşımları yüksek mukavemet, yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci ve yorulma dayanımı özellikleri ile bu endüstrilerin ihtiyacını karşılamaktadır. Ana alaşım elementi ağırlıkça %4-5 Cu olan A206 alaşımları etkilerini fazla göstermeyen Mg, Mn, Si elementlerini de içermektedir. Üstün akma ve çekme dayanımına sahip olan A206 alaşımları ise döküm hatası olarak karşımıza çıkan sıcak yırtılma, çekme ve oksit kalıntısı gibi dezavantajlara sahiptir. Kum dökümü ve gaz giderme sonrasında azalması beklenen bu dezavantajların üstesinden gelmek için tane inceltme işleminin etkisi araştırılmıştır. Çoğunlukla Ti ve B elementlerinin etkileri incelense de yeni çalışmalar nadir toprak ve farklı elementleri de içeriyor. Nb'nin tane inceltme üzerindeki etkisi bilinmesine rağmen, A206 alaşımı üzerindeki etkileri henüz çalışılmamıştır. Bu çalışmada A206 alaşımına Nb ilavesinin tane inceltme etkisi incelenmiştir. Niyobyumun tane inceltme, mikro yapı, beslenebilirlik, akışkanlık ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri ısıl işlem uygulaması ile belirginleşir. Toplama varyansının etkisini görmek için üç farklı yüzde (ağırlıkça %0,025, ağırlıkça %0,05, ağırlıkça %0,1) ayrı ayrı kullanılmıştır. Niyobyum yüzdesinin yanı sıra, ısıl işlemin etkisini gözlemlemek için ısıl işlem uygulaması da T6 ve T7 olmak üzere değişkenlik göstermektedir. Isıl işlemin uygulanmasının ana nedeni, Al2Cu çökeltilerinin taneler boyunca homojen dağılımını sağlamak, bu da gerilme kalıntı gerilme giderme ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesini sağlamaktır. Bu deneyde gravite ve tilt olmak üzere iki tip döküm ile dört farklı kalıp tipine uygulama yapılmıştır. Mikroyapı analizi DAS ve SDAS ölçümleri ile yapılmaktadır. Basamak kalıbı dört basamaklıdır. Bu kalıptaki temel amaç, tane inceltme etkisi olarak DAS ve SDAS değerlerinin azalmasını gözlemlemektir. Beslenebilirlik için ördek ayağı kalıbı dökülür. Bu kalıbın amacı, çekinti boşluğu ve beslenebilirlik arasındaki korelasyon ile alüminyumun kendi başına beslenebilirliğini gözlemlemektir. Boşluk genişledikçe, beslenebilirlik daha yüksek demektir. Akışkanlık testinde ise alaşım elementi etkisini görmek adına akışkanlık kalıbı A206 alaşımından ve niyobyum takviyeli olarak dökülmüştür. Çökeltilerin daha iyi homojen hale gelmesi ve dökümden kalan gerilmelerin giderilmesi için ısıl işlemler uygulanmaktadır. Bu nedenle ısıl işlem işlemlerinden sonra mekanik özellikler çok daha iyileşir. Çekme testi kalıbından alınan numunelere çekme testi, kalıbın yolluklarından alınan numunelere ise sertlik testi uygulanır. Çekme testi ile akma dayanımı, çekme dayanımı ve uzama değerleri bulunmuştur. Bu değerler ile ısıl işlem ve alaşım elementi etkisi ilişkilendirilmiştir.
Yarı ergimiş tuz yöntemi ile kromit konsantresinden sodyum kromat üretimi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Tunçyürek, Ece ; Timur, Servet İbrahim ; 820511 ; Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı

Kromit cevheri; metal sektörü, refrakter endüstrisi ve krom bileşikleri üretimine krom elementi sağlayan en önemli cevherlerden biridir. Doğada kübik spinal bir yapıda bulunan kromit cevheri içinde bulundurduğu oksit türü ve miktarına bağlı olarak 1500-1900 °C aralığında bir ergime noktasına sahiptir. Kromit minerali krom oksit yanında yüksek miktarda demir oksit ve görece daha düşük miktarda alüminyum silisyum ve magnezyum gibi elementlerin de oksitlerini barındıran bir katı çözelti olarak tanımlanabilir. Kromlu alaşımların ve bileşiklerin cevherlerinden üretiminde oluşan en temel ara bileşik ise kromattır. Kromat bileşikleri kromit konsantresinin alkali bir ortamda oksitlenmesi ile elde edilir. Kromat bileşikleri alkali ortamda kullanılan elemente bağlı olarak sodyum kromat veya potasyum kromat olarak üretilmesi mümkündür. Endüstride sarı kül suyu olarak da bilinen sodyum kromat kanserojen ve toksik bir bileşiktir. Ancak buna rağmen krom ve krom bileşikleri üretimi için endüstride vaz geçilemez olup; krom kaplama banyolarında, pigment olarak seramik ve cam sanayinde, ahşap oymacılık sektöründe ve deri sanayinde kullanım alanına sahiptir. Geleneksel olarak kromit cevherinden sodyum kromat üretimi döner fırında 950 -1200°C aralığında fırının içine oksijen üflenerek cevherin soda ile kavrulmasıyla oluşur. Ancak kavurma sırasında fırının içinde sodyum karbonat ile oluşan sodyum kromat ötektik bir bileşik oluşturarak reaksiyon sıcaklığının altında erir. Oluşan sıvı faz, katı fazın etrafını sararak katı gaz etkileşimine engel olup, reaksiyon verimini %80 -%85'civarına düşürür. Yöntemin düşük veriminden dolayı ortaya çıkan kromatlı atıklar ise hem çevreye hem insan sağlığına büyük risk oluşturur. Bu tehlikeyi önlemek adına reaksiyonun atıkları stokiyometrik olarak fırına tekrar beslenir. Ancak bu durum reaksiyon verimini yeterli ölçüde arttırmadığı gibi fırın hacminin de verimsiz kullanılmasına neden olur. Geleneksel kromat üretim yöntemi olan soda ile alkali kavurma metodunun verimsizliği, yüksek sıcaklık gerektirmesi ve fırın hacminin efektif olarak kullanılamaması yöntemin ekonomik açıdan olan dezavantajlarıdır. Geleneksel yöntemin dezavantajları araştırmacıları alternatif yöntemler geliştirmeye itmiştir. Bu yöntemlerden biri yarı eriyik tuz ortamında kromit cevherinden sodyum kromat eldesidir. Yarı eriyik tuz ortamının hem hidrometalurjik yöntemlere hem de pirometalurjik yöntemlere kıyasla birtakım avantajları vardır. Periyodik tabloda 1A grubu metallerinin hidroksitleri ısıtıldığında erirken önce kendi kristal sularında çözünür. Bu sayede sulu bir sistemin ulaşabileceğinden daha yüksek derişimlerde ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışılmasına imkân verir. Ayrıca daha düşük bir viskoziteye sahip olarak difüzyonu kolaylaştırır. Ayrıca çevreye zarar vermeden kromat üretimini sağladığı için de literatürde yeşil yöntem olarak da adlandırılır. Yarı ergimiş tuz ortamında yapılan çalışmaların geleneksel yönteme kıyasla 500 -700°C daha düşük sıcaklıkta olması ve % 99'a varan yüksek verimiyle öne çıkmaktadır. Ayrıca proses kontrolünün kolaylığı ve tuz sisteminin yüksek miktarda aktif oksijen çözebilme kabiliyeti de yöntemin diğer avantajlarındandır. Bu tez çalışmasının amacı yarı ergimiş tuz ortamında kromit cevherinden sodyum kromat elde etmek olup, geleneksel alkali kavurmadan daha düşük sıcaklıkta daha yüksek verimle kromit elde etmek ve bu sayede de kromat üretiminden kaynaklı çevre kirliğinin azaltılması hedeflenmiştir. Bu hedefle tez kapsamında çalışılan kromat üretimi metodunun tuz bileşimi, süre, sıcaklık ve oksidasyon yöntemi gibi parametrelerinin taranması için farklı deney düzenekleri hazırlanmıştır. Tuz bileşimi olarak NaNO3-NaOH seçilmiş olup 325-475°C arasında değişen sıcaklığın etkisi ve reaksiyonun tamamlanma süresi çalışılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal oksidasyonla kromit konsantresini kromata yükseltgemek için anodik akım altında çalışmayı mümkün kılan bir deney düzeneği de tasarlanmıştır. Bu kapsamda da elektrokimyasal sistemin koşullarını iyileştirmek için farklı akım yoğunlukları da test edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda kimyasal oksidasyonla ağırlıkça %40 NaNO3 içeren NaNO3-NaOH tuz bileşimde 425℃'de 4 saatlik reaksiyon sonucunda %98 verimle kromit konsantresi kromata yükseltgenmiştir. Reaksiyon atığında ise çözülebilir +6 değerlikli kromat bileşiklerine rastlanmamıştır. Bu sayede kromit cevherinden kromat üretimi geleneksel alkali kavurma yöntemine kıyasla daha yüksek verimde neredeyse 700°C daha düşük sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal oksidasyon ile kromit cevherinin kromata oksitlenmesi için yapılan deneylerde ise %40 NaNO3 içeren NaNO3-NaOH tuz bileşimde 375℃'de 2 saat boyunca 1100 A/m2 akım uygulanan reaksiyon sonucunda %99 verimle kromat dönüşümü elde edilmiştir. Bu sayede literatürde yapılan çalışmalara kıyasla daha kısa sürede ve daha az tuz/konsantre oranında çalışılmış, elektrokimyasal oksidasyon sayesinde benzer verimde kromat dönüşümü sağlanmıştır.
Yüksek entropi (HfTiZrTa/Cr)B2 esaslı seramiklerin farklı yöntemler kullanılarak sinterlenmesi ve karakterizasyonu

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-01) Aysel, Esin ; Ağaoğulları, Duygu ; 506191411 ; Malzeme Mühendisliği

Son on yıldır, yüksek entropi alaşımları (YEA) adı verilen yeni malzemeler yaratmak üzere, yüksek konsantrasyonlarda çoklu ana elementlerin kombinasyonunu içeren yeni bir alaşım stratejisi ortaya çıkmıştır. Yapılan bazı çalışmalarda, yüksek entropi alaşımlarının, geleneksel alaşımlara göre daha üstün özelliklere sahip olduğu görülmüştür. Yüksek sertlik, yüksek mukavemet ve yüksek aşınma direnci gibi bazı özellikler, YEA'ları bazı kullanım alanları için (termoelektrik, manyetokalorik, süper iletken ve kataliz malzemeleri) çekici kılmaktadır. Ayrıca, YEA'lar, özel ekipmanlara ihtiyaç duyulmadan üç farklı konvansiyonel yol ile üretilebilmektedir. Birincil yöntem, ark ergitme, elektrik dirençli eriyik katılaştırma ve lazerle tasarlanmış net şekillendirmeyi içeren sıvı hal sentezi; İkincil yöntem, mekanik alaşımlama, yüksek enerjili bilyalı öğütme ve spark plazma sinterleme dahil olmak üzere katı hal sentezi; son olarak da plazma püskürtme işlemi, termal püskürtme ve magnetron püskürtme dahil olmak üzere gaz fazdan sentezdir. Yüksek entropi alaşımlarını sentezlemek popüler olmasına rağmen, çok yüksek işlem sıcaklığı gerektirir. Ayrıca, bu üretim esas olarak homojen hale getirmek için kapsamlı ısıl işlem gerektiren dendrit mikroyapısına yol açar. Yüksek entropi alaşımlar, bulk halinde oksitler, borürler, karbürler, nitrürler, silisitler ve florürler olarak sentezlenebilmektedir. Yüksek entropi metal borürleri, seramiklerin düşük yoğunluk, mükemmel yüksek sıcaklık mukavemeti, yüksek aşınma ve korozyon direnci ve spesifik fiziksel (optik, elektriksel ve manyetik) özellikler gibi üstün özelliklerinin kombinasyonuna sahip olabilmektedir ve bu özellikler yüksek entropi borürlerine geniş bir yelpazede kullanım potansiyeli (havacılık, güneş enerjisi sektörü, nükleer reaktörler, kesici uçlar, metalurji sektörü, mikroelektronik, vs.) sağlamaktadır. Yayınlanmış literatürde, yüksek entropi borür tozları, çoğunlukla parçacık boyutunu düşürmek ve yüksek entropi borürlü seramiklerin düşük sıcaklıkta yoğunlaşmasını hedeflemek için yüksek enerjili bilyalı öğütme (HEBM) yoluyla mekanik olarak alaşımlandırılarak elde edilmiştir. Bu çalışmada, (HfTiZrTa/Cr)B2 bazlı yüksek entropi borür seramiklerinin elde edilmesi için, ilk olarak hibritleştilecek olan borür tozları ucuz oksit hammaddelerinden hareketle yerli bor oksit ve magnezyum redüktan varlığında, oda sıcaklığında mekanokimyasal sentezleme ve takibindeki liç işlemi ile saflaştırma yöntemleri kullanılarak HfB2, ZrB2, TiB2, TaB-TaB2, CrB-CrB2-Cr3B4 tozlarının sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu temel kompozisyona ilaveten, W-B, Mo-B, Mn-B tozları da optimum koşullarda aynı metot kullanılarak üretilmiştir. Tozların sentezlenmesinde çelik kap ve bilyalar kullanılmış, bilya/toz ağırlık oranı 10/1 oranı olarak seçilmiştir. Liç sonrası elde edilen tozların faz ve morfoloji karakterizasyonu X-ışınları difraktometresi (XRD) ve partikül boyut analizi ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, sentezlenen tozların yoğunluk ölçümleri de piknometre ile yapılmıştır. Elde edilen bu tozlar daha sonra eş molar olacak şekilde harmanlanıp tungsten karbür kap ve bilyalar kullanılarak yine bilya-toz ağırlık oranı 10:1 seçilip, 6 sa bouyunca öğütülerek hibrit hale getirilmiş, basınçsız sinterleme ve spark plazma sinterleme (SPS) yöntemleri ile sinterlenerek bulk hale getirilmiştir. Elde edilen sinter bünyelerde, faz karakterizasyonu için X-ışınları difraktometresi, taramalı elektron mikroskobu/enerji dağılımlı spektroskobu (SEM/EDS) kullanılmıştır. İlaveten Vickers sertlik testi, aşınma testi ile profilometre ölçümleri, ve Arşimet yöntemi kullanılarak yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Mekanokimyasal yöntemle hibrit hale getirilen (HfTiZrTa/Cr)B2 esaslı tozların partikül boyutları lazer kırınım teknikleri ile analiz edilmiş ve öğütme işlemi nedeniyle tozların partikül boyutunun azaldığı görülmüştür. Toz morfolojisi, elementel kompozisyon ve dağılım, taramalı elektron mikroskobu / enerji dağılımlı spektrometre (SEM / EDS) ile karakterize edilmiştir. Son olarak, öğütülmüş tozların yoğunluğu He gaz piknometresi ile ölçülmüştür. Bu hibrit tozlar daha sonra 1650 ̊C de atmosfer kontrollü fırınında basınçsız olarak sinterlenmiş, X-ışınları difraktometresi karakterizasyonu yapıldığında tek faz olacak şekilde elde edilemediği görülmüştür. Farklı bir yöntem kullanılarak tek faz olacak şekilde sentezlenmek istenen yüksek entropi borürleri, SPS yöntemi ile 2000 ̊C'de sinterlenerek bulk halde elde edilebilmiştir. Bu bulk numunelere taramalı elektron mikroskobu / enerji dağılımlı spektrometre (SEM / EDS) analizi yapılmıştır. Daha sonra Arşimet prensibi ile yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiş, SPS ile üretilmiş numunelerde yoğunluğu en yüksek numunenin 8,4788 g/cm3 yoğunluk değerine sahip olduğu görülmüştür. Bu numunelere Vickers sertlik analizi yapılmıştır ve en yüksek sertlik değerine sahip olan SPS numunesinin 22,25 ± 1,31 GPa değerinde olduğu bulunmuştur. Bu değerlerin literatür ile karşılaştırıldığında uyumlu olduğu görülmüştür. En son olarak da sinter numunelerin aşınma karakterlerini incelemek için WC bilyalar ile bilya-disk tipi aşınma testi uygulanmıştır. Aşınma testi sonucunda aşınma özellikleri yüzey profilometresi yardımıyla ölçülen aşınma hacmi kaybından hesaplanmıştır ve aşınma izi optik mikroskop cihazı ile incelenmiştir.
SC ilavesinin Al-Cu alaşımlarının mikroyapısı ve mekaniközelliklerine etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-15) Gök, Kadir ; Arısoy, Cevat Fahir ; 506201429 ; Malzeme Mühendisliği

Alüminyum ve alüminyum alaşımları, hafiflikleri ve üstün korozyon dirençleri sayesinde başta otomotiv, havacılık ve savunma sanayii olmak üzere birçok sektörde kullanılmaktadır. Avrupadaki emisyon kurallarının sıkılaşmasıyla beraber özellikle yolcu ve mal taşımacılığında kullanılan araçların (uçak, otomobil, vb.) istenilen emisyon değerlerine ulaşabilmesi için hafiflik kilit bir rol üstlenmiştir. Alüminyum alaşımları bu taleplerden dolayı kullanımı artan ve üzerindeki araştırmaların yoğunlaştığı bir alaşım grubudur. Alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerindeki iyileştirmeler sayesinde gerekli parçaların hafifletilmesi mümkündür, bu durum ile talep edilen hafiflik sağlanarak araçların emisyon kurallarına uyumuna gayret edilmektedir. Bu nedenle mevcut malzemelerin iyileştirilmesi gerekmektedir. Günümüzde endüstride motor parçaları, tekerlekler ve otomobillerdeki bazı yapısal parçalar başta olmak üzere yüksek yük, stres ve yorulma altındaki parçalarda alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının daha fazla yerde kullanılabilmesi için mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi şarttır. Mikroyapısal değişiklikler, herhangi bir alaşımın mekanik özelliklerini doğrudan etkileyebilir. Bir döküm alaşımının mikroyapısı genellikle tane incelticiler gibi diğer elementlerin eklenmesiyle değiştirilir. Tane incelticiler, çoğunlukla endüstride alüminyum döküm alaşımlarının mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılır. Son yıllarda La, Ce, Er, Eu gibi alüminyum döküm alaşımlarında tane inceltici olarak nadir toprak (RE) elementleri kullanılmakta ve test edilmektedir. Skandiyum, alüminyum alaşımlarında nadiren kullanılan ve görülen RE elementlerinden biridir. Bu çalışmada, Al-Cu alaşımları arasında yer alan A206 alaşımına ağrılıkça %0,03, %0,06 ve %0,09 Sc ilavesi ile elde edilen mikroyapısal değişiklikler ve mekanik özellikler endüstride sıklıkla kullanılan Ti tane inceltici ilavesi ile üç farklı ısıl işlem prosedürü altında (döküm hali, T6 ısıl işlemi, T7 ısıl işlemi) incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Tane inceltici ilavesi ile Al-Cu alaşımlarında akma ve çekme mukavemeti hem mikroyapısal değişim sayesinde artar hem de bu alaşımda gözlemlenen ötektik Al2Cu fazının ısıl işlem sonrasında tane içine daha homojen şekilde yayılmasıyla bu mukavemet değerleri maksimum seviyeye çıkmış olur. Bu çalışmadaki amaç ise Sc ilavesinin denemesiyle Ti tane incelticilerine bir alternatif sunmaktır. Yapılan literatür taramasına göre, Sc ilavesinin Al-Cu alaşımlarında tane inceltici etki gösterdiği ortaya konmuştur. Sc ilavesi ile sağlanan tane inceltme etkisi, döküm sıcaklığında halen katı halde bulunan ve alaşımın katılaşması sırasında heterojen katılaşma için uygun çekirdeklenme yüzeyi sağlayan Al3Sc intermetaliği ile elde edilmektedir. Ancak bu intermetalik belirli bir oranın üzerindeki Sc ilavesiyle ortaya çıkar. Ayrıca yine yapılan çalışmalara göre Al-Cu alaşımlarına belirli bir orandan fazla Sc ilave edilmesiye W fazı olarak adlandırılan Al-Cu-Sc bileşiği de gözlemlenebilmektedir. W fazının herhangi bir tane inceltme etkisine sahip olmadığı ortaya konmuştur. Çalışmada mekanik özelliklerin belirlenmesi için çekme testi yapılmıştır. Mikroyapısal değişimi anlamak için de tüm numuneler optik mikroskop ve SEM/EDS ile analiz edilmiştir. Yapılan çalışmaların sonuçlarına göre hem Sc hem de Ti elementlerinin eklenmesiyle A206'nın akma ve çekme mukavemeti arttırılmıştır. Bununla birlikte, Sc ilavesi içeren alaşımlar önemli ölçüde daha fazla uzamaya sahiptir. Metalografik inceleme sonucuna göre çalışmada kullanılan Sc oranlarıya Al3Sc intermetaliği oluşmamıştır, dolayısıyla A206 alaşımında tane inceltme gerçekleşememiştir. Şaşırtıcı bir şekilde hem Sc hem de Ti ilaveli alaşımlarda tane boyutu büyürken, dendritik kol aralıkları 0,03 ve 0,06 Sc ilavesiyle azaltılmıştır. Ayrıca alaşımların soğuma eğrileri çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre soğuma hızı-tane boyutu ilişkisinde tam bir korelasyon ortaya çıkmıştır. Soğuma eğrilerine göre Sc ilavesiyle A206 alaşımının likidüs, solidüs ve solvüs sıcaklıklarında azalma gözlemlenmiştir. T6 ve T7 ısıl işlemine tabii tutulmuş Sc ilaveli alaşımlarda W fazı gözlemlenmiştir. Gözlemlenen W fazı küresel yapıdadır. Dolayısıyla çok düşük oranlarda eklenen Sc ile ısıl işlem uygulandığı takdirde W fazı ortaya çıkabilir. Sc ilavesinin Al-Cu alaşımlarının mekanik özelliklerine ve mikroyapısal değişimine etkisi halen tam olarak ortaya konulabilmiş değildir. Bu bağlamda yapılan çalışmalar bilim dünyasını aydınlatabilmek için çok önemlidir. Her geçen gün büyüyen alüminyum endüstrisinin gelişimine katkı sağlamak için alüminyum alaşımları üzerine çalışmaların devam etmesi gerekmektedir.
Eskişehir Beylikova bastnazit kompleks cevherinin karakterizasyonu ve farklı kalsinasyon koşullarının solvoliç verimine etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-19) Kurtulan Çelik, Çisem ; Sönmez, Şeref M. ; 506191438 ; Malzeme Mühendisliği

Bu çalışma, ülkemizin en önemli zenginliklerinden biri olan ve Eskişehir bölgesinde bulunan bastnazit cevherinden mevcut yöntemler ile kıyaslandığında daha çevreci bir yöntem olan solvometalurji ile nadir toprak elementlerinin (NTE) çözeltiye alınmasında ilk iki adım olan cevherin karakterizasyonu ve maksimum solvoliç veriminin eldesi için optimum kalsinasyon koşullarının belirlenmesini hedeflemektedir. Son dönemde literatürde çalışılan en popüler konular arasında canlı hayata ve cansız çevreye kısa-orta ve uzun vadede kalıcı zarar verebilecek zehirli ve/veya zararlı kimyasalların olası tehlikelerinin önlenmesi, azaltılması ya da alternatiflerinin bulunması yer almaktadır. Solvometalurji, klasik çözümlendirme işleminde yer alan su, asit ve baz kullanımını ortadan kaldıran veya büyük oranda (>%80) azaltan; çözücü olarak su yerine toksik olmayan, biyo-çözünürlüğü yüksek, uygulama şartlarında uçucu olmayan ve geri dönüştürülebilir çevre dostu çözücülerin kullanıldığı yeni bir yöntemdir. Literatürde 2018 yılından bu yana çalışılmaktadır. Bu alanda yapılan çalışmalar incelendiğinde, en çok metal üretimi veya geri kazanımı amaçlı uygulamalar görülmekte, çözücü olarak kullanılan çözeltiler ise iyonik sıvılar -İS- (Ionic Liquids) ve ötektik altı (deep eutectic) sıvılar -ÖAS- olarak iki farklı grupta incelenmektedir. Bahsedilen iki çözücü grubu da literatürde yeni nesil ve çevreci çözücü olarak tanımlanmaktadır. Nadir toprak elementleri (NTE), Avrupa Birliği'nin ilgili komisyonları tarafından belirlenen kritik hammadeler arasında yer almaktadır. Teknolojik metaller olarak tanımlanan NTE'nin çevre, enerji, metalurji, cam, manyetiklik gibi birçok kritik kullanım alanı vardır. Bu elementler çok düşük miktarda kullanılmalarına karşın ürünün performansı ve kalitesini önemli derecede artırmaktadırlar. Çin NTE pazarının çok büyük bir kısmının (%90) sahibi konumundadır. Bu sebepten dolayı NTE en yüksek temin edilme riskine sahip hammaddelerdendir ve alternatif temin yollarının geliştirilmesi gerekmektedir. Avrupa ülkelerinin temel gereksinimlerine ve ileriye dönük önlemlerine göre belirlenen kritik hammaddeler arasında yer alan NTE cevherleri ülkemizde de bulunmaktadır. Ülkemizdeki en önemli NTE kaynağı, Beylikova-Eskişehir'deki "Bastnazit-Fluorit-Barit Yatağı" olarak bilinmekte ve cevher ortalama %3 tenörlü, 4.000.000 ton rezerve sahiptir. NTE'nin birincil hammaddelerden üretilmesinde geleneksel olarak uygulanan üretim adımları sırasıyla cevherin karakterizasyonu, ön zenginleştirme işlemleri, çözümlendirme ve solvent ekstraksiyonudur (SX). Bu çalışmada; Eskişehir Beylikova bastnazit cevherinden alınan örneklerin karakterizasyonu ve maksimum liç koşullarının elde edildiği optimum kalsinasyon koşullarının belirlenmesi üzerine çalışılmıştır. Kalsinasyon deneylerinde, solvoliç verimleri mukayese edilerek optimum şartlar belirlenmiştir. İlk adım olan cevherin karakterizasyonunda, bastnazit cevherinin hangi tane boyut aralığında konsantasyonunun arttığını belirlemek amacı ile cevhere elek analizi uygulanmıştır. Bastnazit cevherinin serbestleşme tane boyutu literatürde 16µm olarak bilinmektedir. Literatürde yer alan bilgiler ile paralel olarak yapılan elek analizi sonuçlarında da NTE'nin 25 µm altı tane boyutunda konsantrasyon değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Elek analizi sonrasında her elek aralığından numune alınmış, Endüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi (ICP) ve X-Işınları Difraktometresi (XRD) analizlerine tabi tutulmuştur. 25 µm altı tane boyutunda hafif nadir toprak elementlerinin (HANTE) ağırlıkça %12,228, ağır nadir toprak elementlerinin ise 4450.559ppm değerine ulaştığı tespit edilmiştir. İkinci adım olarak cevherin optimum kalsinasyon koşulları belirlenmiştir. Kalsinasyon işlemi uygulanmayan cevherde, NTE liç verimi %11,643'tür. Çözünme verimini arttırmak, cevherdeki florokarbonat yapısını bozmak amacı ile numuneye kalsinasyon işlemi uygulanmıştır. Kalsinasyon deneyleri Box-Behnken deney tasarım yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Kalsinasyon deneyleri için belirlenen sıcaklık aralığı literatürde yer alan bastnazit ve monozit cevherinin kalsinasyon sıcaklıkları göz önüne alınarak 400ºC ve 900ºC olarak belirlenmiştir. Tane boyutu olarak da NTE'nin yüksek konsantrasyonda olduğu son üç elek aralığı olan 25 µm altı, 25-40 µm ve 40-180 µm elek aralıkları seçilmiştir. Süre parametresi için geniş bir aralık olan 60dk- 480dk belirlenmiştir. Daha sonrasında herbir numuneye 80°C sıcaklıkta etilen glikol-FeCl3 çözeltisi ile 6 saat solvoliç işlemi uygulanmış, sonuç olarak en yüksek solvoliç verimi 500°C sıcaklığında, 180 dakika kalsinasyon işlemi uygulanmış ve 25 µm altı tane boyutuna sahip numunede %82,671 olarak analiz edilmiştir. Çalışmanın özgün değeri, ülkemiz bastnazit cevherinin karakterizasyonu ve kalsinasyonu üzerine, solvometalurjik çözümlendirme yöntemini de kullanarak, dünyada bu yöntem ile cevherden çalışılan ilk araştırma olmasıdır. Birçok alanda yaygın olarak kullanılan nadir toprak elementlerinin üretimi için bu çalışma daha çevreci bir yöntemin başlangıç aşamasının optimizasyonunu sunmaktadır.

Gözat

Çıkarma tarihi ile LEE- Malzeme Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri