FBE- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Çıkarma tarihi ile FBE- Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAlaşımsız dual fazlı çeliklerin mekanik ve nokta kaynağı özellikleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1983) Yükler, A. İrfan ; Safoğlu, Recep A. ; 2097 ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringOtomotiv endüstrisinde son altı yıldan beri dual fazlı çelikler kullanılmaktadır. Genellikle dü şük karlbonlu ve az alaşımlı çelikler kritik sıcaklık lar* arası ışıl İşİemö; tâbi tutularak |"errit matrisi içinde martensit adalarir -ihtiva eden ; değişik kimyasal bileşim ve türde dual faz mikîroyapisi elde edilmekte dir. Bu tezde, hakkında çok az bilgi yayınlanmış o- lan, hizlı soğutulan dual fazlı çelikler incelenmiş tir... Hızlı soğutulan dual fazlı çelikler düşük kajrbon oranı ile birlikte çok az alaşım, elementi İh tiva ettiklerinden sertleşme kaabiiiyetieri düşüktür. Bu sebeple kritik sıcaklıklar arasına ısıtıldıktan sonra hızla su verilerek dual faz mikröyapısı elde e- dilir* -üaha: sohra çeliğe yeteri kadar süneki'ik kazan dırmak için kisa süreli bir temperleme yapılır. Tezin hazırlanması sırasında, deneysel çalış malar, entegre bir demir çelik tesisinin sürekli tav lama hattında yapılacak endüstriyel uygulamaya ışık tutacak şekilde düzenlenmiştir. Kalınlıkları 1 mm civarında olan SAE 1010 ve kimyasal bileşimi iJAE 1010* a yakın olan düşük karbonlu çelikler üzerinde deneyler yapılmıştır. Isıl işlemden sonra, dual fazlı çelikle rin mekanik özelliklerini tayin etmek için çekme deneyi yapılmıştır. Kritik sıcaklıklar arası tavlama süresi, bütün deneylerde 1 dakika olarak sabit tutulmuştur. Nötr tuz banyosunun sıcaklığı değiştirilerek farklı hacım ora nında martensit elde edilmiştir." Dual fazlı çelikler de, mukavemet ve süneklik arasında optimum ilişki için martensit hacım oranının %20* den daha âz olması ge rektiği tesbif edilmiştir. Su verilen çeliklerde şü- nekl iğin artması için 200-500°C arasında, I5-I8O sn. temperleme yapılmış ve temperleme sıcaklığının 300°^'. nin altında olması gerektiği bulunmuştur. Bu sıcaklık-* II.tan daha yüksek sıcaklıklarda akma uzamasının hızla arttığı görülmüştür. Temperleme süresinin 60-90 sn. arasında seçilmesinin yeterli olduğu bulunmuştur. Ayrıca, dual fazlı çeliklerin alüminyum ile söndürül müş.çeliklerden üretilmesinin gerektiği tesbit edil miştir.. -.'?': ;"-;, '?? Dual faz mikrpyapıöı ve teraperlemenin raeka- ' nik özelliklere tesirlerinin ygtnısıra, SAE 1010 cinsî.saçtan hızlı soğutma metodu' ile üretilen dual fazlı çeliğin elektrik direnç nokta kaynak özellikleri de araştırılmıştır. Temperlenmiş dual fazlı saçların nokta kaynak şartlarının aynı -kimyasal bileşimdeki peri- İt ik saçın kaynak şar ti arma. çok yakın olduğu bulunmuştur. ? Ancak bu iki çeliğin mukavemet ve sttnek- lik özelliklerine bağlı olarak kaynak dikiş özellik leri arasında bazı farklar vardır..JDual fazlı çe likte çekme-makaslaraa kuvveti daha yüksek olurken, U-ç ekme kuvveti ve kaynak sünekliliği daha düşük; olmaktadır. Dual fazlı çeliklerde, mukavemetli ve sağlam' bir kaynak yapılması için kaynak "işlemini takiben temleri eme yapma zorunluluğu yoktur. Bu tez, hızlı soğutulan dual fazlı çeliklerin nokta kaynak özellikleri hakkında yayınlanan ilk detaylı çalışma olmaktadır.
-
ÖgeCo2-sodyum silikat bağlı kum sistemlerine etki eden parametrelerin incelenip maça ve kalıp özelliklerinin geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1985) Komaç, Orhan Şerif ; Eruslu, Niyazi ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringFizik, kimya, metalürji ve seramik bilimlerinin döküm prob lemlerine uygulanmasıyla döküm endüstrisinde meydana gelen hızlı ilerlemeden payını alan CO 2-sodyum silikat yöntemine etki eden parametreler incelenerek "basma mukavemeti, yüksek sıcaklık ve bek letme" özellikleri geliştirilmiştir. Ekonomik olarak daha verimli çalışmak amacıyla 2,0-3,0 ara lığında her modül için yapılabilir en yüksek özgül ağırlıktaki o ( Be') cam sularının farklı oranları ile 4 8 AF S tane nolu silis kumundan yapılan karışımlardan standart numuneler hazırlanmış ve hesaplanan teorik gaz verme sürelerinin katları kadar sürelerde 10 lt/dak. gaz verme debisi ile CO gazı verilmiştir. CO -sodyum silikat yönteminin özelliklerinin belirlenmesi için, basma ve kuru basma mukavemetleri, sıcak mukavemet, kalı cı mukavemet, termal genleşme ve bekletme deneyleri yapılmıştır. Yöntemin sorunu olan kalıcı mukavemetin yüksekliği, bağlayıcı miktarının optimum seçilmesi ve uygun katkı malzemeleri ile dü şürülmüştür. CO -sodyum silikat sisteminde sertleşme, kum taneleri ara sında silikajel "SiO JCHpO" meydana gelmesiyle oluşmaktadır. Sert leşme mekanizmasını fiziksel ve kimyasal reaksiyonlar meydana getirir. Kimyasal reaksiyon orta derecede ekzo termiktir, halbuki fiziksel reaksiyon az derecede endotermiktir. (42).Yüksek dere cede bazik olan kum-sodyum silikat karışımları gaz verme sıra - smda kuru CO- tarafından dehidratlaştırılır. Dehidrasyonla bi*~ likte sodyum silikat filminin vizkozitesi artar, aşırı gaz vet * - diğinde sodyum bikarbonat meydana gelmesiyle, taneler arasındaki bağ köprüsü asidikleşir ve bağlanmayı oluşturan dehidrasyon aza lır, mukavemet düşer, kırılganlık artar. - II - Düşük modüllü (SiO 2/Na20=2,0) cam suyunun miktarı % 3 den 6 'ya arttıkça küm tanelerini saran cam suyu film kalınlaşması sonucu, 15 dak.gibi kısa bir sürede sertleşme reaksiyonu tamamla namadığından basma mukavemetinin düştüğü gösterilmiştir.Cam su- 2 yu modülü 2,0 den 2,8 'e arttığında basma mukavemeti 28 N/cm 'den 2 66 N/cm arttığı belirlenmiştir. Kum tanelerini saran cam suyu filminin reaksiyona girmesi için yeterli süre ve sıcaklık sağlandığında, cam suyu oranı arttıkça kuru basma mukavemetinin arttığı gözlenmiştir. Bilhas sa bu etkinin daha belirgin olduğu düşük (2.0) modüllü cam suyu kullanıldığında cam suyu oranı % 3 den % 6 ya arttığında kuru 2 2 basma mukavemetinin 300 N/cm den 810 N/cm ye arttığı gözlen miştir. "SiO /Nao0" oranı 2,0 den 2,8 'e arttıkça aşırı dehidras- 2 2 yon sebebiyle kuru basma mukavemetleri 810 N/cm den 282 N/cm ye düştüğü ve aşırı gaz vermeden dolayı NaHCO- oluşması sebebi ile kuru basma mukavemetinin azaldığı gözlenmiştir. Aynı miktar bağ oluşturacak şekilde optimum cam suyu. o- ranları ile çalışılarak hazırlanmış standart numunelerin, sı cak basma mukavemetleri 700 C den 1100 C'ye kadar farklı sı caklık ve tutma sürelerinde sistematik olarak ilk defa ince - lenmiştir. Optimum cam suyu kullanılarak hazırlanan numunelerin ka lıcı mukavemetlerinin, sıcaklığın 700 C den 1100 C ye artması 2 2 ile 73 N/cm den 110 N/cm ye arttığı ve cam suyu modülü 2 2 2^0 den 2,8 'e arttıkça kalıcı mukavemetin 110 N/cm den 35 N/cm ye düştüğü gözlenmiştir. Sıcaklık 700°C den 1100°C ye yükseldikçe % 1,12 den % 3,02 ye artan termal genleşmenin, cam suyu modülü 2,0 den 2,8' e arttıkça % 3,02 den % 0798'e düştüğü^ tespit edilmiştir. - ııı - Sıcak yırtılmaya yol açan termal genleşmeyi azaltmak için "dekstrin çözeltisi+zift" ilavesinin etkisi sistematik olarak incelenmiştir, 2,0 modüllü Gam suyu ile hazırlanan numunelerin 1100 C deki termal genleşmeleri "%1 dekstrin çözeltisii-%1 zift" ilavesi ile % 3,02 den % 1,02 ye düşürülmüştür. Bekletme süreleri arttıkça sertleşme reaksiyonları tamam landığından basma mukavemetlerinin önce arttığı, daha sonra aşırı dehidrasyon sebebiyle azaldığı gözlenmiştir. Cam suyu modülü 2,0 den 2,8'e arttıkça ağırlık kaybı % 0,24 ten % 0.9'a 2 arttığından bekletme sonu basma mukavemeti 140 N/cm den 2 25 N/cm 'e düştüğü ölçülmüştür. Bekletme özelliklerine dekstrin ilavesinin etkisi sistematik olarak incelenmiş, % 1 dekstrin çözeltisi ilavesine kadar, numunelerin nem kaybı azaldığından 2 basma mukavemetlerinin 200 N/cm ye arttığı, daha fazla dekstrin ilavesinde nem kaybı arttığından basma mukavemetinin azaldığı bulunmuştur. Dağılabilirliği arttırmak için dekstrin ve zift ilavele rinin kalıcı mukavemete etkisi yine sistematik olarak ince - lenmiş, "%0,5 zifti%0,5 dekstrin çözeltisi" ilavesi ile kalı- 2 2 cı mukavemetin 295 N/cm den 55 N/cm ye azaltılması sağlan mıştır. Kalıcı mukavemete inorganik ilavelerin etkileri ince- 2 lenmiş %1 AI?0 ilavesi ile kalıcı mukavemetin 65 N/cm 'ye kadar düşürülmesi sağlanmıştır. Farklı modüllü cam sularının kullanıldığı " kum ^ cam suyu" sistemlerinde işlem parametreleri detaylı olarak incelenmiş ve optimum çalışma şartları tesbit edilmiştir.
-
ÖgeAvnik demir cevherlerinden hazırlanan peletlerin indirgeme davranışlarına CaO, Na2O ve K20'in etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1986) Şeşen, Mustafa Kelami ; Dikeç, Feridun ; 2200 ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada, Avnik demir cevherleri harman konsantre¬ sinden hazırlanan peletlerin, çeşitli oranlarda CaO, Na2O ve K2O içermesi halinde göstereceği indirgenme davranışlarını belirlemek amaçlanmıştır. Deneylerde CaO, Na2O ve K2O'in etkilerinin açık bir şekilde görülebilmesi için, alkali içerikli Avnik/Bingöl bölgesi cevherlerinden zenginleştirilen, de¬ mir tenoru yüksek konsantre kullanılmıştır. Bu konsantreden, ilave yapılmadan olduğu^gibi veya çeşitli ilaveler yapılarak, çapı yüksekliğine eşit silindirik özel briket peletler hazırlanarak deneylerde kullanılmıştır. İndirgenme deneyleri, laboratuvar imkanları ile geliştirilmiş, bir terazi ile ağırlık değişimi izlenebilen indirgeme cihazında, hidrojen gazıyla yapılmıştır. Deneylerle, alkali içermeyen ve çeşitli oranlarda Na2Û ve K2Ö gibi alkali ve CaO içeren harmanlarla hazırlanan demir oksit peletlerin indirgenme davranışları; indirgenme hızları, şişme oranları ve indirgenme biçimleri yönlerinden incelenmiştir. Gaz akış hızı, indirgeme sıcaklığı gibi seçilen deney koşullarının ve porozite gibi pelete ait fiziksel özelliğin indirgenme hızının fonksiyonu olduğunun belirlenmesinden sonra, 900°C'de 120 cm3/dak. hidrojen akış hızında % 30 poroziteye sahip pelet- lerle yapılan indirgeme deneyleriyle, peletin bileşimiyle ilgili farklı ve orjinal sonuçlar elde edilmiştir: ilavesiz konsantre ile ve CaO ilaveli harmanla hazırlanan demir, oksit peletler topokimyasal biçimde indirgenme göstermişlerdir, indirgenme; peletteki hematitin bütünü daha düşük oksijen potansiyeline sahip oksitlere (manyetit ve wüs- tit) dönüştükten sonra, hem pelet genelinde, hem de tane düzeyinde dıştan içe doğru metalik demirin oluşumu ile ilerlediği gözlenmiştir. Bu peletlerde topokimyasal indirgenme şeklinden dolayı, metal/oksit faz sınırı arayüzeyi, indirgenmenin ilerlemesiyle küçüldüğünden, indirgenmenin oranı arttıkça indirgenme hızı düşmektedir. Yine bu peletler indirgenme sırasında, topokimyasal indirgenmeden dolayı düşük düzeyde kalan kabul edilebilir ölçüde normal şişme göstermişlerdir. Konsantreye CaO ilave edilerek hazırlanan peletlerde, indirgenme hızının, CaO içeriği veya baziklik oranı ile doğrusal ilişkisi olmadığı saptanmıştır, indirgenme hızı, baziklik oranını yaklaşık l yapan değere kadarki CaO ilaveleri ile düşmüştür. Baziklik oranının l'in üzerine çıkmasıyla indirgenme hızının yeniden artmaya başladığı görülmüştür. Ancak ilavesiz peletlerin üzerinde indirgenme hızına erişilebilmeği için, baziklik oranının; bir miktar kalsiyum ferriti oluşturabilecek değerlere çıkarılması gerektiği saptanmıştır. - iv - Konsantreye Ha2® ve K£0 ilave edilerek hazırlanan peletlerin indirgenmesinde, Na2Û ve/veya K2Û içeriğinin, demir oksit peletlerin indirgenmesini, CaO'den farklı olarak, düşük oranlarda dahi hızlandırdıkları görülmüştür. Ayrıca Na20 ve/ veya K20; demir oksit peletlerin indirgenme sırasında anormal şişmelerine neden olmuşlardır. Düşük oranda SİÛ2 içeren (% 1,7) peletlerde yaklaşık % 0,3 alkali oksit oranı, normal şişme limitinin (% 25) üzerinde şişmeye neden olmuşlardır. Peletlerde Na2Û ve/veya K2Û oranının artmasıyla şişme de artmıştır ve belli oranın ürerinde çatlama ve parçalanma ile devam ederek % 200'lere ulaşmıştır, indirgenme hızı ve şişme¬ de, K2^'in Na2Ûfdan daha etkili olduğu gözlenmiştir. Na2Û ve/veya K2Û içeren demir oksit peletler ilavesiz peletlerden tamamen farklı olarak ilerleyen cephe şeklinde değil, tüm kitlede ünifortn iç indirgenme biçiminde indirgenmişlerdir. Na2O ve/veya K2O'in demir oksit peletlerin anormal şişmesine neden olan olumsuz.etkileri, pelet harmanının Sİ02 içeriği, alkali oksit miktarının ağırlıkça yaklaşık A katına çıkarılarak önlenebilmiştir. SİÛ2 miktarı arttırılan, alkali oksit içerikli bu peletlerin indirgenmesinde katı fazın yayınması önemli rol oynamaktadır. Bu peletlerin indirgenmesi sırasında indirgenen metalik demir, belli yerlerde oluşan çekirdeklere yayınarak demir iğneleri (vhiskers) oluşturacak şekilde büyümüşlerdir.
-
ÖgeDivriği A kafası manyetit cevherlerindeki alkalilerin klorlayıcı buharlaştırma yöntemi ile giderilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1987) Aydın, Süheyla ; Dikeç, Feridun ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada Divriği A kafası manyetit cevherlerin de mevcut alkalilerin (K, Na), cevher yüksek fırına şarj edilmeden önce, klorlayıcı buharlaştırma yöntemi ile giderilme koşullarının incelenmesi amaçlanmış ve cevher ve konsantreye değişen miktarlarda CaCl ilave edilerek alka lilerin uçucu klorür bileşikleri şelclinde sistemden uzak laştırılması sağlanmıştır. Bu amaçla yapılan deneylerle; farklı boyut aralıkla rındaki cevherlerde, sinter harmanında ve pelet üretim koşullarında alkalilerin giderilmesi incelenmiştir. Deneyler büyük oranda pelet üretim koşullarında gerçekleştirilmiş ve bu gruptaki deneylerde çapı yüksekliğine eşit özel briket peletler kullanılmıştır. Sinter harmanında ve pelet üretim koşullarında ger çekleştirilen deneylerde toplam alkali (K^O+Na^O) giderme veriminin sırasıyla % 73 ve 87.5 olduğu ve pelet üretim koşullarında alkalilerin daha yüksek bir verimle giderildiği görülmüştür. Pelet üretimi ve bazik pelet üretim koşullarında CaCl" ilavesi ile gerçekleştirilen deneyler sonucunda, gerek alkali gideriminde elde edilen yüksek verim gerekse silindirik peletlerin sahip olduğu fiziksel özellikler nedeniyle, CaCl"'ün pelet üretiminde kullanılabileceği gö rülmüştür. Divriği A kafası konsantresinden hazırlanmış örneklerde optimum CaCl" ilavesi olan % 5 CaCl" (stokio- metrik miktarın 4.0 katı) miktarında ve 1230 C reaksiyon sıcaklığında peletlerde mevcut K"0 miktarı % 90.4 giderme verimi ile % 0.072'ye Na~0 miktarı ise % 61.3 giderme ve rimi ile % 0.058'e düşmüştür. Bazik pelet üretim koşullarında CaC0" ilavesi ile sağlanan baziklik oranı artışı ile peletlere ilave edilecek CaCl" miktarının azaltılabileceği görülmüştür. Bazik peletlerde optimum sonuçların elde edildiği % 3 CaCl2 içeren ve baziklik oranı "1" olan peletlerde 1230°C reaksiyon sıcaklığında K?0 % 92 giderme verimi ile % 0.062'ye Na"0 ise % 74.6 giderme verimi ile % 0.038'e düşmüştür. Demir cevherlerinde mevcut kükürt de % 99'un üzerin de bir giderme verimi ile eser miktara inmiştir. Alkalilerin ve kükürdün yanısıra demir cevherinde mevcut Cu ve Zn'nun da giderildiği görülmüştür. CaCl" ilavesi ile hazırlanan örneklerin indirgenme deneylerin indirgenme hızının sadece bentonit içeren örneklere göre çok az düştüğü ve indirgenme sırasında ör neklerde kabul edilebilir sınırın çok altında şişmenin meydana geldiği görülmüştür.
-
ÖgeAntimonun ateşte rafinasyonunda demir ve arseniğin davranışı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1988) Açma, Ercan ; Bor, Fuat Yavuz ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada; demir ve arseniğin sodyumlu flakslar ve oksitle yici veya sülfürleyici maddeler ilavesiyle ham antimondan ateşte rafi nasyon yoluyla giderilmesi teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan kaynak araştırmalarına göre kavurma-redüksiyon yöntemiyle üre tilen ham antimon, raf inasyonu gerektirecek konsantrasyonlarda demir ve arsenik içermektedir. Bu empüriteler sadece ateşte rafinasyonla gider ilebilmektedir. Ateşte rafinasyon sırasında antimon kayıplarının önlenmesi için düşük ergime sıcaklğına, akışkanlığına ve örtücülük ö- zelliğine sahip mat ve cürufların oluşturması şarttır. Bu özellikleri Na2C03, NaCl, NaOH ve Na2SC>4.10H20 gibi sodyumlu tuzlarla sağlanmakta dır. Rafine edici madde olarak SD2S3, NaNC>3 ve havanın kullanımı yay gındır. Yapılan deneylerde yapay Sb-Fe ve Sb-As alaşımları ile ve or jinal ham antimon numuneleri kullanılmıştır. Yapay alaşımlarla ger çekleştirilen deneylerde en az antimon kaybıyla en etkin demir ve ar senik arıtımını sağlayacak sıcaklık, süre, rafine edici madde türü ve miktarı ile f laks tür ve miktarları saptanmıştır. Deneysel olarak tespit edilen bazı önemli sonuçlar aşağıdadır. 1) Uygun sıcaklıklar demir için 900, arsenik için 950°C'tur. 2) Yeterli rafinasyon süreleri demir için Sb2&3 ve NaNÛ3 ilavesinde 4 saat, havayla oksidasyonda 2 saat, arsenik için 2 saattir. 3) Rafinasyon için antimondaki 1 kısım demire 2 kısım Sb2S3, 2 kısım NaNÛ3 ilavesi ve 1 kısım arseniğe 3 kısım NaNÛ3 ilavesi yeterli dir. Optimal hava miktarı 300 mi hava/dak. kg Sb'dur. 4) En düşük empürite konsantrasyonu ve antimon kaybıyla raf inasyonu mümkün kılan flaks karışımları demir için sülfürieyici şartlarda 25 Na2C03 + %10 NaCl, oksitleyici şartlarda %10 Na2C03 + %40 NaCl ve arsenik için %20 Na2C03 + %15 NaOH + %5 NaCl'dür. 5) Deneylerde rafine edilen antimondaki demiri sülfürleyerek %0.020 Fe; oksitleyerek %0.005 Fe; arseniği ise %00015 As değerlerine kadar indirmek mümkündür. 6) %97.9l Sb içeren orjinal bir ham metali, havayla oksitleyerek, %95 antimon verimiyle, %99.915 Sb tenörüne kadar saflaştırmak müm kün olmaktadır. 7) Optimal şartlarda yapılacak antimon rafinasyon işlemleri sadece Türkiye için yılda 256 ton regulus tasarrufu yaratabilecektir. Bu tasarrufun maddi tutarı günümüz fiyatlarıyla 560 milyon TL.- etmektedir
-
ÖgeÇift fazlı çeliklerin deformasyon davranışı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1988) Çimenoğlu, Hüseyin ; Kayalı, E. Sabri ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada, "Ferrit + Martensit" mikroyapısı kazandırmak ama cıyla, A1-A3 sıcaklıkları arasındaki beş ayrı sıcaklıktan su verilen a- laşımsız düşük karbonlu (%0.074 C) çelik saçın oda sıcaklığındaki meka nik özellikleri ve deformasyon davranışları incelenmiştir. Çift faz mikroyapısına (ferrit + martensit) sahip olan ve su verme sıcaklığı arttıkça, martensit içeriklerinin de arttığı tesbit e- dilen alaşımsız %0.074 C'lu çeliklerin, mekanik özelliklerinin belirlen mesi amacıyla yapılan sertlik ve çekme deneylerinden, mikroyapıda bulu nan martensit miktarının artmasıyla, sertlik ve mukavemetin arttığı, sü- nekliğin ise azaldığı saptanmıştır. Bu ısıl işlem koşullarında optimum mekanik özellikler, mikroyapısında %17'den daha az oranlarda martensit içeren çift bazlı çeliklerden elde edilmiştir. Alaşımsız az karbonlu çelikten üretilen çift fazlı çelikle rin deformasyon davranışlarının belirlenmesi amacıyla, plastik defor masyon bölgesinde yapılan gerilme gevşemesi, deformasyon hızını değiş tirme ve yükleme-boşaltma deneylerinden, bu çeliklerin deformasyon dav ranışlarını kontrol eden iki bölgenin mevcut olduğu tesbit edilmiştir. Gerilme gevşemesi ve deformasyon hızını değiştirme deneyleri yardımıy la, bu bölgelerdeki etkin dislokasyon mekanizmalarının, dislokasyon ke sişmesi (I. Bölge) ve Peierls-Nobarro gerilme engellerinin aşılması (II. Bölge) olduğu saptanmıştır. Yükleme-boşaltma deneylerinden ise, plastik def ormasyonun, serbest dislokasyonların bağlanması sonucu alt yapıda mevcut dislokasyon engellerinin kabaşlamasma neden olduğu ve söz konusu engeller arasındaki mesafenin artan deformasyonla önceleri azalıp, sonra sabit kaldığı tesbit edilmiştir. Çekme deneyi esnasında, elastik def ormasyondan plastik defor- masyona geçerken sürekli akma gösteren, alaşımsız çift fazlı çelikle rin, gerilme gevşemesi deneylerinden sonra tekrar yüklenmesi, defor masyon hızını değiştirme deneylerinde deformasyon hızının aniden artı rılması ve yükleme-boşaltma deneylerinde yükün boşaltılıp derhal yeni den uygulanması sonucu, gerilme-birim şekil değiştirme eğrilerinde sü reksiz akma olayının ortaya çıktığı gözlenmiştir. Bu olayı açıklamak amacıyla yapılan incelemelerde, süreksiz akmanın, gerilme gevşemesi deneylerinde, gerilme gevşemesi esnasında serbest dislokasyon yoğunlu ğunun azalmasından, deformasyon, hızını değiştirme deneylerinde, defor masyon hızı artırıldığında serbest dislokasyon yoğunluğunun da artma sından ve yükleme-boşaltma deneylerinde, yükün boşaltılması sırasında serbest dislokasyon yoğunluğunun azalmasından kaynaklandığı sonuçları na varılmıştır. Ayrıca gerilme gevşemesi ve deformasyon hızını değiş tirme deneyleriyle, çift fazlı çeliklerin oda sıcaklığında, gerilme altında deformasyon yaşlanmasına uğradıkları da saptanmıştır.
-
ÖgeAl- %3 li-%0.15 Zr alaşımının mekanik davraşına yaşlanmanın etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1990) Guivi, Jafar Ghaemi ; Üçışık, A. Hikmet ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringEnerji kısıtlaması, diğer alüminyum alaşımlarına nazaran hafif Dİan Al-Li alaşımlarını, bilhassa, uçak sanaiinde Sn plana çıkarmıştır. Al-Li alaşımları, düşük yoğunluk ve yüksek elastisite modülü değerlerine sahip olmasına mukabil düşük süneklik ve kırılma tokluğu değerlerine sahip olması dolayısıyla kırılma mekaniği bakımından dikkatli olmayı gerektirmektedir. Bu alaşım sisteminin mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve tokluğunun yükseltilmesi amacıyla yoğun bir araştırma başlatılmıştır. Bu çalışmada, döküm yolu ile elde edilen ingot halindeki Al- %3 Li-%D,15 Zr alaşımı sıcak haddelemeyi takiben, 55D°C' de çözeltiye alma işlemine tabi tutulmuş, müteakiben de 190 C'de değişik sürelerde yaşlandırılmıştır. Yaşlandırılan alaşımın, mekanik özellikleri, deformasyon davranışı ve korozyon direnci yaşlandırma süresinin fonksiyonu olarak incelenip metalografik etüdü yapılmıştır. Mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla yapılan sertlik ve çekme deneylerinden, alaşımın 0ldukça erken yaşlanıp, lityum ihtiva etmiyen alaşımlara göre daha yüksek akma, çekme ve % uzama değerlerine sahip olduğu tesbit edilmiştir. %0.15 mertebesindeki zirkonyumun yeniden kristalleşmeyi önemli derecede etkilediği ve yeniden kristalleşmemiş taneler içerisinde tali taneler oluşumunu sağladığı bulunmuştur. Çekme deneyi numunelerinin kırık yüzeylerinin SEM'de incelenmesi sonucu, alaşım içerisinde bulunan empirute elementlerinin artan yaşlandırma süresi ile intermetalik inklüzyonlarda toplanarak daha kompleks inklüzyonların oluşumuna sebebiyet verdiği belirlenmiştir. "Strain Gauge" kullanmak suretiyle alaşımın elastisite modülünün yaşlandırma süresinin fonksiyonu olarak değiştiği, maksimum sertlik ve çekme mukavemeti durumunda en yüksek değerinde olduğu tesbit edilmiştir. Alaşımın deformasyon mekanizması hakkında fikir edinmek amacıyla değişik sürelerde yaşlandırılan alaşımlarda yapılan deformasyon hızını değiştirme deneylerinden, etkin gerilme, iç gerilme ve aktivasyon hacmi gibi önemli deformasyon parametrelerinin plastik deformasyon oranı ile ilişkisi incelenmiştir. Bu incelemeler sonucunda, az yaşlandırılmış alaşımda artan plastik deformasyonla dislokasyon yoğunluğu azalırken, aşırı yaşlandırılmış alaşımda sabit kaldığı ve az yaşlandırılmış alaşımda belirli plastik deformasyon oranından sonra çökelti partiküllerinin dislokasyonlar tarafından kesildiği saptanmıştır. Potansiyodinamik polarizasyon ölçümü metodu ile, alaşımın korozyon direncinin yaşlandırma zamanının fonksiyonu olduğu ve özellikle aşırı yaşlandırma ile azaldığı belirlenmiştir.
-
ÖgeErgimiş boraks banyosunda çeliklere vanadyum karbür kaplama(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1992) Khoee, S. Mohammed Mousavi ; Geçkinli, Emel ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringTürkiye'nin sahip olduğu en önemli yeraltı kaynakla rından biri bor rezervleridir. Bor ve türevlerinin en düstride kullanım alanları oldukça geniştir. Bor ve bor bileşiklerin kullanım alanlarına en iyi örnekler borlama ve karbürleme gibi termodifüzyonel işlemlerdir. îlk kez 1971 yılında Toyota firması tarafından geliştirilen TD (Toyota Difüzyon Prosesi) işlemi ile çeliklere üzerine değişik karbür tabakaları kaplanmıştır. Yüzeyi karbürlenmiş çelik grubu malzemeler, yüzeyin çok sert (sertliği yaklaşık 2000 kg/mm2), aşınmaya daya nıklı ve sürtünme katsayısının çok düşük olması sebebiy le endüstride birçok kullanım alanı bulmuştur. Karbürlü malzemelerin korozyona ve ergimiş alüminyuma karşı daya nımları oldukça yüksektir. Karbürlerle yüzey sertleştirme, esas olarak yüksek sıcaklıkta boraks içerisinde çözünen ferro-alaşımlarınm çeliğe yayınım olayıdır. Bu işlem genellikle 850-1200°C sıcaklık aralığında, iki ile altı saat süreler arasında bekletilmesiyle gerçekleşmektedir. Bu işlemin endüstri yel uygulamalarında yayınma potansiyeli yüksek olan kar bürleme ortamları gereklidir. Burada sunulan teze ait deneysel çalışmalarda, kar bürleme yöntemi olarak "Sıvı ortamda karbürleme" ve kar bürleme işleminin gerçekleştiği banyonun ana bileşeni olarak kristal su içermeyen boraks (^26407), ferro- vanadyum ve kalsine borik asit seçilmiştir. En uygun banyo bileşimini bulmak amacıyla çeşitli banyolar hazır lanmış ve çalışma koşulları gözönüne alındığında optimum banyo bileşiminin %85 boraks, %10 f erro-vanadyum, %5 kal sine borik asit olduğu belirlenmiştir. Sözü edilen banyo içerisinde 115 CrV 3 çeliği 940°C sıcaklığında yaklaşık altı saat bekletildiğinde çeliğin yüzeyinde 15jum kalınlı ğında bir VC tabakası oluşmaktadır. Çeşitli sıcaklık ve zamanlarda oluşturulan VC tabakasının fiziksel özellik leri, tabakanın oluşum kinetiği, kullanılan banyo aktif- liği incelenmiş ve bu banyo kullanılarak değişik çelik lerin karbürlenebilirliği ile bu çeliklerin içerisindeki çeşitli alaşım elementlerinin karbür tabakasına olan etkisi araştırılmıştır. Karbür kaplama yapılamayan az karbonlu çeliklerin sementasyonla yüzeyi karbonca zenginleştirilerek bilahe- re karbürlenebileceği görülmüştür. Bu proses ile toklu ğu geliştirilmiş olan sfero dökme demirlere de karbürle me yapılabileceği anlaşılmıştır.
-
ÖgePirinç kabuğundan silisyum nitrür tozunun sentezi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1993) Kuşkonmaz, Nilgün ; Addemir, Okan ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada Trakya(Enez) yöresine ait pirinç kabuk ları kullanılarak silisyum Nitrür (Si"N, ) toz sentezi yapılmıştır. Pirinç kabukları, 7DDQC'de argon gazı altında piro- liz işlemi sonunda öğütülerek <53 fim tane boyutunda piralize pirinç kabuğu tozu (% 50 C, % 47.9 5iD") şeklin de Si-N, toz sentez hammaddesi olarak hazırlanmıştır. Piralize pirinç kabuğunun deneyler için özel olarak hazırlanan grafit reaktör içinde optimum nitrürleşme ve riminin 50L/saat azot akışı altında olduğu saptanmıştır. Pirolize pirinç kabuğundan silisyum karbür (SiC) fazı oluşmadan Si-N, fazının oluşumu için çıkılabilecek maksimum reaksiyon sıcaklığının 1400DC olduğu, 1450 C de ise Si-N, fazının yanısıra SiC fazının ortaya çıktığı ve reaksiyon başlagıcında oluşan Si,l\l, fazının fazla karbonun etkisi ile kararlılığını kaybederek SiC fazına dönüştüğü belirlenmiştir. Pirolize pirinç kabuğunun reaktöre şarjının toz ( < 53 fim)veya pelet (+ 3.1 5-4.75-+4.75-S.1 5 mm) olması nın 1400 C ve 50. L/saat azot akışı altında iki saat nit- rürleme sonunda elde edilen Si-N, oluşum veriminde (% 79(Ağırlıkça) ) etkili olmadığı saptanmıştır. Çekirdeklestirici Si-N, "toz ilavesinin, optimal şartlarda (14QD C, 50L/saat N") Si-N. oluşum verimine bir etkisinin olmamasına rağmen üretilen Si3N, 'U viskır formundan eş eksenli bir yapıya dönüştürdüğü1 gözlenmiştir. 1400DC de elde edilen Si-N, viskırlarının dikdörtgen ke sitli olduğu, sıcaklığın 1450 C'ye çıkması durumundan, SiC fazının çökelmesinde etkili olan Fe-Si sıvı fazının kürecikler şeklinde ortaya çıktığı, ve 1500 C. de elde edilen SiC viskırlarının ise dairesel kesitli olduğu be lirlenmiştir.
-
ÖgeHomojenizasyonun AA 6063 alüminyum alaşımnın içyapısı ve özelliklerine etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1993) Onurlu, Sema ; Tekin, Adnan ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringMimari uygulamalarda yaygın olarak kullanılan AA 60 63 alüminyum alaşımının şekillendirilmesinde en fazla kullanılan üretim yöntemi ekstrüzyondur. Ekstrüzyonla üretim sırasında, düşük ekstüzyon yükünde yüksek ekstrüzyon hızlarına ulaşılması ve temiz bir ürün yüzeyi elde edilmesi amaçlanır. Malzemeye ekstrüzyon öncesi uygulanan homojenleştirme işlemi ile ürün yüzeyinin temiz olması, homojenleştirme sonrası uygulanan kontrollü soğutma ile de ekstrüzyon hızını belirleyen mikroyapının elde edilmesi sağlanmaktadır. Homojenleştirme sırasında döküm yapıda mevcut olan çökeltilerin bileşiminde bulunan Mg'un tamamı ve Si' un bir kısmı katı çözeltiye geçmektedir. Homojenleştirme süreci sonunda uygulanan hızlı soğutma Mg ve Si 'un katı çözeltide kalmasına neden olurken, kontrollü soğutma ile Mg2Si çökeltileri oluşturulmaktadır. Ekstrüzyon sürecinde yüksek hızlara ulaşılması, Mg2Si çökeltilerinin ekstrüzyon sürecinde yeniden katı çözeltiye geçmesine bağlıdır. Ürün yüzeyinin temizliğini ise malzemede bulunan Al-Fe-Si fazlarının kristal yapısı belirlemektedir. Bu çalışmada, beş ayrı sıcaklık ve bu sıcaklıklarda beş ayrı süre kullanılarak homojenleştirme deneyleri yapılmış, döküm yapıda bulunan fazların süre ve sıcaklığa bağlı olarak değişimi X-ışını ve elektron difraksiyon yöntemleri ile saptanmış, boyut dağılım analizleri Taramalı Elektron Mikroskop 'a bağlı görüntü analiz sistemi ile gerçekleştirilmiştir. Homojenleştirme deneyleri sonuçlarına göre seçilen bir homojenleştirme sıcaklık ve süresi için üç ayrı hızda soğutma deneyleri yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda oluşan mikroyapılar Taramalı Elektron Mikroskop ve Transmisyon Elektron Mikroskop ile incelenmişlerdir. Homojenleştirme ve soğutma hızının ekstrüzyon parametrelerine etkisini incelemek amacıyla da iki ayrı redüksiyon oranı ve üç ayrı hız kullanılarak bir dizi ekstrüzyon deneyi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarla, AA 6063 alaşımına ekonomik bir üretim yöntemi olan ekstrüzyonun uygulanmasında en yüksek verimin alınabilmesi için gerekli koşullar irdelenmiştir.
-
ÖgeAlümina fiber takviyeli Al-Si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1994) Akbulut, Hatem ; Yılmaz, Fevzi ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringMetal Matriks Kompozit (MMK) malzemelerin yüksek elastik modül, mukavemet, aşınma dayanımı ve yüksek sıcaklık özellikleri gibi üstün fiziksel ve mekanik özelliklerinden dolayı, son yıllarda üretimleri ve kullanımları yaygınlaşmıştır. Bu çalışmada, geleneksel piston malzemesi olarak kullanılan LM 13 (ETİ AL 145) Al-Si alaşımının kısa fiberler ile takviye edilerek mikroyapı ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan Alümina kısa fiberleri son yıllarda yaygın ve ekonomik olarak üretilen ve üstün mukavemet özelliklere sahip olan 8-AI2O3 (Saffil) fiberlerdir. Kompozit malzemeler, 0.1 den 3 MPa' a kadar değişen basınçlarda, özgün bir sıvı infiltrasyon prosesi yöntemi; % 10, % 15, % 20, % 25 ve % 30 hacim oranlarında ki Saffil fiber preformlara metal emdirilmesi tekniği ile üretilmişlerdir. Yoğunluk ölçümleri, infiltrasyonun fiber hacim oranının artması ile kritik bir basınçtan sonra mey dana geldiğini göstermiştir. 1 MPa gibi düşük basınçta infiltrasyonun % 80-90' 1 ger çekleşirken infiltrasyonun 3 MPa' a çıkarılması geri kalan boşlukların dolmasını sağla maktadır. Bunun nedeni ise preformlarda ilkin büyük boşluklar dolmakta ve takiben ince fiberler arası bölgelere metal nüfuz etmektedir. 3 MPa basınçta üretilen takviye- siz alaşım ve MMK' lere, standart T6 ısıl işemi uygulanmış, elastik modül, mukavemet, aşınma ve yaşlanma çalışmaları yapılmıştır. Kompozit mikroyapı incelemelerinde fi berlerin, ötektik bölgelerde segregasyona uğrama eğilimi gösterdikleri ve hem matriksin hem de Si kristallerinin incelmesine sebebiyet verdikleri saptanmıştır. Fiber segregasyonunun fiber hacim oranı arttıkça azaldığı ve alaşımının ötektik altı bileşimde olmasına rağmen MMK mikroyapılannda primer Si kristallerinin oluştuğu belirlenmiştir. Bunun nedeni ise fiberlerin Si kristallerini çekirdeklemeleri ve fiber ile matriksteki Mg elementinin reaksiyonunun ortaya çıkardığı serbest Si' dan dolayı matriksin bölgesel olarak ötektik üstü bileşime kaymasına bağlanmıştır. Elastik modül değerlerinin artan fiber hacim oranı ile arttığı tesbit edilmiş ve sonuçların teorik modellerle son derece uyumlu oldukları tesbit edilmiştir. MMK mukavemetlerinin, artan fiber hacim oranı ile arttığı, ancak % 20 Saffil fiber takviyelerinin üzerindeki MMK' lerde zayıf fi- ber/matriks arayüzey bağ yapısından dolayı düştüğü sonucu ortaya çıkmıştır. Pin-on- disk yöntemi ile değişik aşınma yüklerinde yapılan aşınma deneylerinde artan fiber ha cim oranının hacimsel ve ağırlıkça aşınma hızlarının yanında sürtünme katsayısının da düşüşüne yol açtığı tesbit edilmiştir. Aşınma yüzeyi incelemeleri, artan fiber hacim oranı ile aşınma mekanizmasının değiştiğini göstermiştir. Yaşlanma kinetiği çalışmalarında, fiber hacim oranının artışı ile MMK malzemelerde yaşlanma hızının arttığı, takviyesiz alaşım için maksimum sertliğin elde edildiği yaşlanma sürelerinde kompozit malzemelerde aşın yaşlanma meydana geldiği saptanmıştır. Direnç ölçümleri, takviyesiz alaşımda GP zonlarının oluştuğunu, MMK' ler de ise su vermede oluşan boşlukların fiber/matriks arayüzeyinde yutulmasından dolayı GP zonlarının oluşamadığını ortaya çıkarmıştır.
-
ÖgeGGG 40-80 sınıfı küresel grafitli dökme demirlerde östemperleme ısıl işleminin darbe direnci ve darbe geçiş sıcaklığına etkisinin incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1994) Özel, Ahmet ; Kısakürek, Ş. Ergin ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials Engineering1693 normuna uygun, GGG 40-80 sınıfı standart Küresel Grafitli Dökme Demir (KGDD) keel bloklardan hazırlanan deney numuneleri, 900 °C'de 100 dakika östenitleme işlemini takiben, 250 °C, 300 °C, 350 °C ve 400 °C sıcaklıklarda 7-210 dakika zaman aralığında östemperleme işlemine tabi tutulmuş ve östemperlenmiş Küresel Grafitli Dökme Demir (ÖKGDD) elde edilmiştir. Daha sonra (- 60 °C) - (+ 100 °C) sıcaklık aralığında çentiksiz Charpy darbe testi uygulanmıştır. Böylelikle, bir yandan oda sıcaklığı kırılma davranışlarını, diğer taraftan da sünek-gevrek davranış biçimlerini gözlemlemek mümkün olmuştur. Oda sıcaklığı darbe enerjisi dökümlerin sınıfina bağlıdır; GGG-40 sınıfi dökümlerde maksimum darbe enerjisi 13.5 Kg-m olarak ölçülmekte ve bu değere 350 °C sıcaklığında 80 dakikalık bir işlem ile ulaşılabilinmektedir. GGG-50 sınıfı dökümlerde ise, maksimum darbe enerjisine yine 350 °C deki östemperleme sıcaklığında ulaşılırken, 11.6 Kg-m darbe enerjisi 30 dakikada elde edilmiştir. GGG- 60, GGG-70 ve GGG-80 sınıfi dökümlerde de maksimum darbe enerjisi 300 °C deki östemperleme şartında elde edilmekte ve maksimum değerlere de GGG-60 sınıfi dökümlerde 150 dakika (14 Kg-m), GGG-70 sınıfi dökümlerde 150 dakika (13.5 Kg- m) ve GGG-80 sınıfi dökümlerde 120 dakikada (12 Kg-m) ulaşılmaktadır. KGDD' lerde, 330 °C sıcaklığının altındaki östemperleme çalışmalarında alt beynit yapısı elde edilmekte, 330 °C sıcaklığının üzerinde ise, önce karbür içermeyen ferrit çıtaları ve yüksek karbonlu östenit ile karakterize olunan sünek ve yüksek tokluğa sahip ausferritik yapı ve daha sonra II. reaksiyonun oluşumu ile kırılgan üst beynitik yapı meydana gelmektedir. Böylelikle ausferritik fazın üst beynit oluşumu sırasında bir geçiş fazı olduğu kanısına varılmıştır. 250 °C ve 400 °C östemperleme sıcaklıklarında hazırlanmış olan numunelerde oda sıcaklığının altında sünek -gevrek davranış biçimi görülmemekle birlikte, oda sıcaklığının üzerinde 250 °C deki östemperleme işleminde artış meydana gelmekte ve bu artışa yapıdaki martensit fazının temperlenmesinin sebep olduğuna inanılmaktadır. 400 °C de ise herhangibir değişim meydana gelmemekte ve buna sebep olarak da bu sıcaklıkta karbür oluşumunun getirdiği zararın martensit temperlenmesinin getirdiği yarardan daha yüksek olduğu düşünülmektedir. 300°C ve 350 °C de östemperlenmiş malzemelerin darbe enerjileri ise test sıcaklığındaki azalma ile sürekli bir düşüş sergilemektedir. Oda sıcaklığının üzerindeki artışa temperlenmiş martensit fazının sebep olduğu, Oda sıcaklığının altındaki düşüşlere ise, matriks yapıdaki var olan arda kalmış östenitin, martensite dönüşümünden kaynaklandığına inanılmaktadır.
-
ÖgeSodur/Konya doğal magnezit atık tozlarının sinterlenme ve karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995) Peyk, Canan Ülgüray ; Geçkinli, A. Emel ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringMagnezit, refrakter sanayimde bazik refrakter hammaddesi olarak büyük önem taşıyan bir cevherdir. Türkiye magnezit cevherleri açısından önemli rezerve sahip bir ülkedir. Bu çalışma, Çitosan'a bağlı Konya Krom Magnezit Tuğla Sanayii A.Ş. ait işletmede birikmiş %46.16 MgO içeren Sodur/Konya magnezit atık tozlarının değişik alanlarda kullanılabilirliğinin araştırılması amacı ile yapılmıştır. Uygulanan seri deneylerde, 1 mm altı tane boyutunda doğal magnezit tozlan önce (450-950)° C'lar arasında (30-180) dakikalık değişen sürelerde kalsinasyon işlemine tabi tutularak ideal kalsinasyon koşullan saptanmıştır. Sinterleme işlemi için atık tozlar 1000° C'da 5 saat kalsine edildikten sonra, kalsine tozlar manyetik aymadan geçirilerek, demir bileşiklerinden kısmen arındırılmıştır. 74 /zm altı tane boyutuna öğütülen konsantre ve doğal kalsine magnezit tozlan, 14 kg/mm ve 23 kg/mm şekillendirme basınçlarında tablet biçiminde şekillendirilmiş ve (1100-1450)° C'lar arasmda, farklı sürelerde oksidan ortamda sinterlenmiştir. Sinterlemenin tüm aşamalan taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X- Işınlan difraktometresi ile izlenmiş, numunelere mekanik testler de uygulanmıştır. Deney sonuçlan, kalsinasyon ve şekillendirme sırasmda oluşan aglomerasyonun sinterlenme ve dolayısı ile densifikasyon kinetiğine etki ettiğini göstermiştir. MgO tabletlerinin sinterlenmesinde sıcaklık artışına bağlı olarak farklı densifikasyon mekanizmalan yer almaktadır. Sinterlenmede (1100-1300)° C arasmda yeniden kristalleşme ve 1400° Cm üzerinde ise sıvı faz smterlenmesinin önem kazandığı ve densifikasyonu arttıncı yönde etkilediği saptanmıştır. Magnezit cevherinde bulunan empürite oksitler sinterlenme kinetiğini olumlu etkilemekle beraber, düşük sıcaklıklarda ergiyerek oluşturduklan viskoz film, tane yüzeylerini kaplayarak periklas tanelerinin büyümesini engellediği saptanmıştır. Magnezitin kalsinasyonu ile mikronaltı boyutlarda ince MgO tanecikleri oluşmaktadır. MgO tanelerinin yüksek sıcaklıklarda sıvı faz sinterlenmesi ile birlikte şekillendirilmesi sonucu yüksek densiteye sahip ürün elde edilmekte, bu özellik yüksek teknoloji seramiklerin üretimi için avantaj teşkil etmektedir.
-
ÖgeSanayi tav fırınlarında çelik yüzey oksidasyonu ve verimliliğe etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995) Çakıroğlu, Ömer Lütfü ; Dikeç, Feridun ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada çelik yarımamüllerin tav fırınlarında tavlanmalan sırasında fırın atmosferinin oksitleyici etkisinden dolayı, çelik yüzeyinde oluşan oksit tabakasını minimum seviyede tutabilmek için oksidasyon hızının kontrol edilebilme koşullarının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma ile tav fırınlarında doğalgazın fuel-oil yerine daha ekonomik olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu amaçla yapılan deneylerle, çelik kütük örneklerinden hazırlanan numunelerin doğalgaz ve fuel-oil ile çalışan tav fırınlarında oksitlenme koşulları incelenmiştir. Deneyler endüstri tav fırın koşullarında gerçekleştirilmiş ve deneylerde küp şeklinde numuneler kullanılmıştır. Endüstri şartlarında gerçekleştirilen deneylerde, doğalgazın tav fırınında çelik yüzey oksidasyonu açısından daha verimli olduğu görülmüştür. Çelik yüzey oksidasyonuna etki eden parametrelerin kontrolü için yapılan deneyler sonucunda, yanma hava miktarının % 5 olduğu 1050°C tavlama sıcaklığında minimum oksit tabakası oluşumu görülmüştür. Tav fırınında yüzey oksidasyonu kinetik açıdan parabolik hız kanununa uygun olarak geliştiği, oksidasyon hızının zamanla azaldığı tesbit edilmiştir. Tav sıcaklık artışının oksit miktarında ve hızında artış getirdiği görülmüştür. Düşük karbonlu çeliklerin, yüksek karbonlu çeliklere göre daha fazla oksitlendikleri tesbit edilmiştir. Çelik tavlama sıcaklığı ve süresi arttıkça, tufal bileşiminde wustit (FeO) miktarının arttığı, buna karşı manyetit (Fe304) ve hematit (Fe203) miktarlarının azaldığı tesbit edilmiş, 1200°C tav sıcaklığı ve 180 dakika tav süresi sonunda çelik oksit tabakasının % 92 FeO, %4 Fe304 ve %4 Fe203'den oluştuğu görülmüştür. Tufalleşme hızı azalırken, metal kaybının azaldığı fakat buna karşılık dekarbürize tabaka kalınlığının arttığı tesbit edilmiştir. Oksit tabaka kalınlık artışının, tav fınn kapasitesinde düşme ve buna bağlı olarak tavlama için daha fazla enerji ihtiyacı gerektirdiği görülmüştür. Fazla hava miktarı arttıkça, daha kırılgan ve metalden kolayca ayrılan oksit tabakası tesbit edilmiştir.
-
ÖgeHassas döküm Al-7Si-Mg alaşımının karekterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Altmışoğlu, S.Ayfer ; Eruslu, M. Niyazi ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringÇalışmada mekanik özellikleri, kimyasal bileşim ve döküm yönteminden etkilenen Al-7Si-Mg alaşımının, alçı esaslı kalıplara dereceli hassas döküm özellikleri araştırılmıştır. Öncelikle; borla birlikte dentritik yapıyı incelten titanyumun (% 0,02 - % 0,14 aralığında), ötektik yapıdaki silisyumu incelten stronsiyumun (% 0,010 - % 0,083 aralığında) ve ısıl işlem yapılabilme özelliği kazandıran magnezyumun (% 0,12 - 0,81 aralığında) mekanik özelliklere etkileri araştırılmıştır. Metallografik ve mekanik özelliklerin incelenmesi sonucunda; stronsiyum ile modifîye edilen Al-7Si-Mg alaşımlarında en yüksek kopma mukavemetinin % 0,021 Sr da sağlandığı, tane inceltmenin bor varlığında titanyum ilavesiyle alüminyum-titanyum peritektik noktasının altındaki titanyum değerlerinde elde edildiği ve en yüksek kopma mukavemetinin % 0,095 titanyum değerinde sağlandığı, magnezyum etkisinin incelenmesinde en yüksek mekanik özelliklerin % 0,45 Mg'la elde edilmesine rağmen, optimum özelliklerin % 0,35 Mg da elde edildiği tesbit edilmiştir. Döküm şartlarının etkilerinin, savurmalı döküm ve vakum ortamındaki kalıplara döküm şeklinde iki farklı teknikle incelenmesinde; optimum alaşım özelliklerini veren, %0.02 Sr ve % 0,1 Ti içeren Al-7Si-0,3Mg alaşımı kullanılmıştır. Al-7Si-Mg alaşımına 25°C ile 300°C arasındaki kalıp sıcaklıkları için döküm şartlarının etkileri; savurmalı döküm deneylerinde sıvı metale gaz verilme süresi, vakum ortamındaki kalıplara yapılan dökümlerde ise 80 Hz frekanslı 25 u ve 50 jj. genlikli titreşim uygulamaları ile incelenmiştir. Numunelerin döküm ve Tfi ısıl işlemi durumlarında mekanik özellikleri araştırılmış, optik ve SEM mikroskoplarında metalografik yapıları ve kopma yüzeyleri incelenmiş, DAS değerleri tesbit edilmiştir. Stronsiyum ilavesiyle büyümesi engellenerek kaba levhacıklar yerine küt küçük çubuklar şeklinde katılaşan ötektik yapıdaki silisyum, ancak Tfi ısıl işlemi sonucu küresele yakın forma dönüşmüş ve kısmende kabalaşmıştır. Kopma yüzeyi incelemelerinde; kopmanın genel olarak dentritler arası ötektik alanda geliştiği ve ilk olarak kırılgan silisyum fazında başlayıp-sünek yumuşak a fazında devam ettiği ve yüzey görünümünün metalografik yapıya bağlı olarak değiştiği, belirlenmiştir. Savurmalı döküm alaşımlarda, gaz verme süresi ve kalıp sıcaklığına bağlı olarak kopma mukavemetinin 214-246 MPa, sertlik değerinin96-110 VSD, DAS değerinin 30-35 um arasında değiştiği tesbit edilmiştir. Optimum gaz verme süresinin iki dakika olduğu görülmüştür. Gaz porozitesi oluşumunun engellenmesine karşın katılaşma porozitesi arttığından, vakum ortamında tutulan kalıplara yapılan dökümlerde kopma mukavemeti 210-217 MPa, sertlik 96-103 VSD ve DAS değeri 32-35 um arasında değişmiş ve tüm kalıp sıcaklıklarında savurmalı dökülmüş alaşımlardan düşük mekanik özellikler elde edilmiştir. Vakuma ilaveten 80 Hz, 25 um ve 50 um genlikte titreşimlerin uygulanması; 25°C ve 110°C kalıp sıcaklıklarında çekilme boşluklarını azaltarak ve yapıyı inceltip DAS değerini küçülterek, 222-240 MPa arasındaki kopma mukavemeti, 94-118 VSD arasındaki sertlik, 27-22um arasındaki DAS değeriyle mekanik özellikleri geliştirmiştir.Titreşim uygulaması, 300°C kalıp sıcaklığında DAS değerini küçülterek (31-28 um) sertliği arttırmasına (98-106 VSD) rağmen katılaşma porozitesini arttırarak kopma mukavemetini 25 um genlikte 193 MPa'a, 50 (im genlikte 187 MPa'a düşürmüştür. Al-7Si-Mg alaşımının vakum ortamındaki kalıplara dökümünde en iyi mekanik özellikler; 1 10°C kalıp sıcaklığında dökülmüş ve 50 um genlikle titreştirilmiş alaşımda 231 MPa kopma mukavemeti ve 118 VSD sertlik ve 24 jxm DAS değeriyle savurmalı döküm alaşımına yakın mukavemet ve en yüksek sertlik değerinde elde edilmiştir. Al-7Si-Mg alaşımında en yüksek mukavemet ve yapı özellikleri savurmalı döküm tekniğinde iki dakika gaz verilerek 1 10°C sıcaklıktaki kalıba dökülen alaşımlarda, 246 MPa kopma mukavemeti, 105 VSD sertlik ve 32 um DAS değeri ile bulunmuştur.
-
ÖgeÇinko-aluminyum esaslı ZA-8 alaşımında alaşım elementlerinin mekanik özelliklere ve mikroyapıya etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Türk, Ahmet ; Kayalı, E. Sabri ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada, çinko-aluminyum esaslı ZA-8 alaşımının bileşiminde bulunan alüminyum, bakır ve magnezyum oranlarının sırasıyla, %5-ll Al, %0-3 Cu ve %0-l Mg aralıklarında değiştirilmesi ve ayrıca bu alaşıma %0,01-0,5 Mn, %0,01-0,2 Ti, %0,10-1,1 Si, %0,01-0,1 Cr ve %0,01-0,07 aralıklarında Li alaşım elementlerinin ayrı ayrı ilave edilmesi sonucu üretilen alaşımların sertlik ve çekme mukavemetleri ile 120° C sıcaklık ve 40 MPa gerilme altında sürünme davranışları belirlenmiş ve alaşımlar üzerinde yapılan metalografik çalışmalar sonucu bu özelliklerin mikroyapılar ile olan ilişkileri ortaya çıkarılmıştır. Elde edilen bu sonuçlardan, Standart ZA-8 alaşımının mevcut sertlik ve çekme mukavemetini önemli ölçüde etkilemeden sürünme direncini arttırmada etkili olan alaşım elementleri ve bunların optimum miktarları belirlenmiştir. Alaşımlarda alüminyum miktarının artması mikroyapıdaki primer p dendritlerini arttırmış ve ötektik miktarım azaltmıştır. Buna bağlı olarak alaşımların sertlik ve çekme mukavemetlerinin doğrusal bir şekilde arttığı, sürünme dayanımlarının ise sürekli olarak azaldığı belirlenmiştir. Bakır elementinin, standart alaşımın sertlik ve çekme mukavemetini %3 Cu, sürünme dayanımım ise %2 Cu oranına kadar hızla arttırdığı, %2'nin üzerindeki Cu ikvelerinin ise sürünme dayanımım önemli ölçüde etkilemediği görülmüştür. Bakır ilavesi ile incelenen mekanik özelliklerde meydana gelen yüksek orandaki iyileşmenin, bu elementin mikroyapıda oluşturduğu sCCuZru) çökelti partiküllerinden kaynaklandığı yapılan metalografik çalışmalar ile ortaya çıkarılmıştır. Mg elementi ise, sertlik değerlerinde sürekli bir artış meydana getirirken, çekme ve sürünme dayanımım %0,063 Mg oranına kadar önemli derecede arttırmış, fakat bu oranın üzerinde çekme ve sürünme dayanımlarını sürekli olarak azaltmıştır. Mekanik özelliklerde meydana gelen bu azalmaya mikroyapıda oluşan Zn-Mg2Znn ötektiğinin neden olduğu tesbit edilmiştir. İncelenen aralıkta Mn elementi standart alaşımın sürünme dayanımım sürekli ve önemli ölçüde arttırmıştır. Bu elementin standart alaşımın sertliğini ve %0,05 Mn oranına kadar da çekme mukavemetini önemli derecede etkilemediği, fakat bu oranın üzerindeki ilavelerin ise alaşımın çekme mukavemetinin azalmasına neden olduğu belirlenmiştir. Ti elementi ise, sertlik ve çekme dayanımı üzerinde önemli bir değişiklik meydana getirmez iken, %0,09 Ti değerine kadar sürünme özelliklerini olumsuz şekilde etkilemiş ve bu oranın üzerindeki Ti ilaveleri ile sürünme dayanımının arttığı tesbit edilmiştir. Mn ve Ti elementlerinin alaşımın yapışım modifiye ettiği ve mikroyapıda intermetalik bileşikler oluşturduğu gözlenmiştir. Araştırılan alaşım elementleri içerisinde, ZA-8 alaşımının sürünme dayanımım arttırmada en etkili elementin Si olduğu belirlenmiştir. Si elementi alaşımın sertlik değerleri üzerinde önemli bir etki oluşturmamasına rağmen, mukavemetin önemli oranda düşmesine neden olmuştur, ilave edilen aralıkta Cr elementinin standart alaşımın sertlik değerlerini ve %0,05 oranına kadar da çekme mukavemetini önemli derecede etkilemediği, fakat artan oranlarda ilave edilen Cr elementinin sürünme dayanımım bir miktar arttığı belirlenmiştir. Cr elementinin de Mn ve Ti elementlerine benzer şekilde alaşımın mikroyapısının modifiye ettiği ve mikroyapıda intermetalik bileşikler oluşturduğu gözlenmiştir. Li elementi ise sertlik ve çekme mukavemeti üzerinde önemli bir etki oluşturmaz iken, sürünme dayanımım oldukça azaltmıştır.
-
ÖgeMuğla yöresi kromitlerden alkali füzyon yöntemiyle kromat üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Yıldız, Kenan ; Şengil, İ. Ayhan ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringGeleneksel kromat üretim prosesinde kromit konsantresi, Na2C03 ve CaO ile birlikte bir döner fırında, 1100-1 150°C de oksitleyici kavurma işlemine tabi tutulmaktadır. Ancak kromit konsantresi, bu metotla işlenebilmesine imkan vermeyecek miktarda silisyum içerebilir. Bu bileşen, fırında olumsuz şartlar oluşturarak, örneğin N^CC^ ile reaksiyona girip fırın duvarlarında yapışkan ürünler oluşturarak, prosesin işlemesine engel olabilmektedirler. Ayrıca kromit konsantresinde bulunacak yüksek miktardaki alüminyum içerikleri de Na2C03 in fazla harcanmasına yol açabilmektedir. Son yıllarda geliştirilen ve alkali tüzyon prosesi adı verilen yöntemde ise, kromit konsantresi, gereken miktardan daha fazla miktarda NaOH kullanımı ve ortama hava gönderilmesi şekliyle, 550-650°C sıcaklıklarında işleme tabi tutulmakta ve yüksek yüzdelerde kromata dönüşüm sağlanmaktadır. Bu prosesin bir diğer özelliği, prosesin kromit konsantresinin muhtevasından bağımsız olmasıdır. Diğer bir ifade ile, alüminyum ve silisyum içeriklerinden etkilenmemesidir. Bu çalışmada, Muğla-Fethiye yöresinden alınan kromit konsantresinden alkali füzyon yöntemiyle kromat ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Alkali füzyon kademesinde 550, 600 ve 650°C sıcaklıklarında, 4/1, 5/1, 6/1 ve 7/1 olarak alınan NaOH/Cr203 karışım oranlarında sırasıyla 20, 40, 60 ve 90 dakika sürelerde çalışılmıştır. Bu çalışmalar sonunda çalışma sıcaklığı olarak 650°C, NaOH/C^C^ karışım oranı olarak 6/1 ve füzyon süresi olarak 60 dk, optimumlar olarak tesbit edilmiştir. Alkali tüzyon çalışmasının daha sonraki kademeleri olan ve füzyon ürünündeki serbest NaOH in geri kazanılmasını sağlayan metanol liçi çalışması, üründeki kromatı çözeltiye almak amacıyla gerçekleştirilen su liçi çalışması ve nihai ana çözeltinin temizlenmesi amacıyla yapılan alüminyumun giderilmesi işlemleri de ilave çalışmalar olarak ortaya konmuştur. Metanol liçi kademesinde optimumlar 50°C çalışma sıcaklığı, K/S oranı 1/4 ve liç süresi 60 dk olarak belirlenirken su liçi kademesinde bu optimumlar, 25°C çalışma sıcaklığı, K/S oranı 1/5 ve liç süresi 20 dk olarak tesbit edilmiştir. Çözelti temizleme kademesinde ise 80°C de farklı sürelerde yapılan ön ısıtma sonrasındaki 30 ve 60 dk lık kaynatma işlemlerinde, çözeltide mevcut alüminyumun yaklaşık %70-80 'i giderilebilmiş ancak bir optimum seçme olanağı olmamıştır. Çalışmada ayrıca alkali füzyon reaksiyonunun kinetik incelemesi de yapılmış ve reaksiyonun partikül yüzeyinde gerçekleşen reaksiyon kontrollü olduğu tesbit edilmiştir. Deneysel datalardan yola çıkılarak yapılan hesaplamalar sonucu, alkali füzyon reaksiyonunun aktivasyon enerjisinin 22,6 Kcal/mol olduğu bulunmuştur.
-
Ögeİki değerli demir sülfattan y-Fe2O3 sentezi ve karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Sesigür, M. Hakan ; Açma, Ercan ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBu çalışmada Ereğli Demir Çelik Fabrikaları Pickling Banyosu artıkları (FeSO^EMD) kullanılarak manyetik bant teknolojisinde kullanılan y-Fe203 üretiminin parametreleri incelenmiştir. Camras Patentine uygun olarak çekirdekleştirici ürün eldesine yönelik çalışmada 17 saat reaksiyon sonucunda 35 nr.g"1 yüzey alanına sahip ve asiküler oksit üretimine elverişli ara ürün elde edilmiştir. Elde edilen çekirdekleştirici ürün üzerinde götit tanesinin büyütülmesine yönelik çalışmada optimum şartlar 60°C ve 300 dev.dak"1 karıştırma hızında, 50 g.l"1 FeS04.7H20 başlangıç konsantrasyonu 450 l.s"1 hava üfleme debisi ve 3 numara firitten sağlanan hava kabarcıkları olarak saptanmış ve bu şartlarda yapılan deneylerden alınan ürün üzerinde standart şartlarda yapılan işlemlerden sonra elde edilen üründe 28.3 nr.g"1 spesifik yüzey alanı, 240 Oe koersivite değeri ve 103.7 emu.g"1 manyetik doymuşluk elde edilmiştir. Götit tanelerinin dehidratasyonunda en uygun sıcaklık 250°C ve süre 30 dakika olarak saptanmıştır. Daha sonra yapılan redüksiyon işleminde uygun sıcaklık 380°C ve 15 dakikalık reaksiyon süresi olarak bulunmuştur. Bundan daha düşük sıcaklık ve sürelerde yapdan deneylerde yapıda kalıntı hematit' e rastlanmıştır. Buna karşılık daha yükse sıcaklık ve deney sürelerinde ise yapıda metalik demire raslanmışür. Nihai ürün olan y-Fe2(V in üretimindeki son aşama olan reoksidasyon işleminde en uygun sıcaklık 220°C ve süre 10-15 saat arası olarak bulunmuştur. Artan sıcaklık ile kalıntı Fe "*' in azalmasına karşılık koersivite değerinin düştüğü saptanmıştır. Artan süre ile ise hem Fef+ miktarı azalmakta hem de koersivite artmaktadır. Yukarıda belitreilen optimum şartlarda üretilen manyetik demir oksit, 28.3 nr.g"1 spesifik yüzey alanına sahip asiküler (boy/çap = 7.6) yapıda ve 350-380 Oe koersiviteye sahiptir.
-
ÖgeAl-Zn-In harcanan anotların elektrokimyasal özelliklerine çinko ve indiyum'un etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Umay, Ayhan ; Çakır, Ali Fuat ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringAluminum alloys have becx)me a popular sacrificial anode material in cathodic protection, because of their high electrochemical equivalent, availability and reasonable price. Although aluminum has a very (-) potential in EMF series, naturally formed dense and protective oxide film shifts its potential to more (+) values and prevents its use as an anode material in the püre form. in early industrial application, to obtain high (-) potential values, püre Al alloyed with %5.5 Zn was used. Even though this alloy had a (-) potential close to that of Zn, it was not economical due to its very low current efficiency. Since then other minör alloying elements such as Hg, Sn, in were added to the alloy to overcome this deficiency. in present, Al sacrificial anode compositions have been fixed as Al-Zn-Hg, Al-Zn-Sn, Al-Zn-In alloys. However, Al-Zn-Hg anodes causes pollution. Al-Zn- Sn alloys requires heat treattnent for optimum perfbrmance characteristics. Al-Zn- In anodes, not having these disadvantages became the most widely used aluminum sacrificial anodes. To obtain high (-) potentials and high current efficiency, Al-Zn-In alloys with different compositions have been developed and generally patented. it is known that Zn and in have a synergistic effect in activating Al. However, for optimum properties, there is no systematic knowledge about how much indium must be added for a given Zn concentration. The aim of this study is to investigate systematically anode perfbrmance characteristics of different zinc and indium containing Al-Zn-In alloys and determine the relation between the performance of the alloy and its zinc and indium content. Activation of Al-Zn-In anodes occurs with local breakdovra of passivating oxide film in other words with pitting. Pitting behavior of Al-Zn-In alloys with different zinc and indium content were tested with cyclic polarization method. Also some alloys with critical indium contents for a given Zn concentration were exposed to galvanostatic current efficiency tests. The surfaces of corroded alloys were examined with scanning electron microscope. To contribute to the activation mechanism of indium, experiments in saturated A1C13 solutions were also conducted and the results were evaluated with respect to local acidification theory. overvoltage values of Al-Zn-In alloys were determined in saturated AICI3 solutions by using galvanostatic techniques. In galvanostatic experiments, programmable electrometer, Keithley 617, was added to potentiostatic experiment circuit. During the experiments, 1 mA/cm2 current density was applied until a fixed potential was obtained. When potential reached a fixed value, current was interrupted and men potential change was observed. During the experiments, potential versus time data was measured by a programmable electrometer. Potentiodynamic polarization curves in saturated AICI3 solutions showed that Zn had nearly 60 mV and indium nearly 370 mV more positive corrosion potentials than that of aluminum in pit-like solution. Also unlike aluminum, both zinc and indium exhibited low anodic overvoltage values in anodic region of the polarization curve. From the cathodic region of the polarization curve of indium, it was clear that indium had a higher hydrogen overvoltage in pit-like solution. From the galvanostatic experiments in saturated AICI3, it was found that the addition of indium to Al-%4.5Zn alloy increased the anodic overvoltage slightly. Addition of indium under the critical concentration (the concentration at which hysteresis band width increased and repassivation potential decreased sharply) did not change the corrosion potential in pit-like solution. But the addition of indium more than the critical concentration decreased corrosion potential. So it can be said that more dramatic decrease in pitting potentials in cyclic polarization experiments is due to the fact that indium decreased the corrosion potential inside the pit more dramatically. The pitting potentials obtained from cyclic polarization curves and theoretical pitting potentials calculated from the Galvele model were in accordance (with a deviation of 20 mV). The original results obtained from this study can be summarized as follows: 1- Zinc and indium has a synergistic effect in activating aluminum. For a given Zn content to cause a more dramatic decrease in potential, the necessary In/Zn ratio decreased with a logarithmic relation. 2- Data obtained by cyclic polarization technique, namely pitting potential, repassivation potential and hysteresis band width values can be useful tools in evaluating the potential and even, dissolution morphology characteristics of Al- Zn-In alloys. 3- In decreasing the corrosion potentials of Al-Zn-In alloys, even small concentrations of indium showed a substantial effect. However to decrease the pitting and repassivation potentials dramatically and to improve the dissolution morphology, critical In concentrations for a given Zn content were needed. 4- Pitting potential values of Al-Zn-In alloys showed a good correlation with the theoretical pitting potentials calculated according to localized acidification theory proposed by Galvele. After a critical indium content, sudden decrease in pitting potentials was caused by sudden decrease of corrosion potential inside the pits. 5- In Al-Zn-In alloys, when an indium content of %0.04 was reached, the alloys gave similar potential behavior, regardless of their Zn content. 6- Among the investigated Al-Zn-In alloys, Al-4.5Zn-0.026 In alloy gave the optimum properties considering potential, %efficiency and dissolution morphology Other results obtained in this study are: 7- Pits observed in the specimens showing wide hysteresis band was richer from the point of zinc and indium content. In this type of pits, indium concentrations were higher on the pit bottoms compared to bulk concentrations. Widening of hysterisis band and the change of pit morpology after a critical concentration of indium may be due to the formation of an indium salt film at the pit bottom and the dissoltution of the alloy through this film. 8- Low efficiency values of Al-Zn-In alloys containing no or insufficient amount of indium was due to intense hydrogen evolution, while low efficiencies of Al-Zn-In alloys with excessive indium was due to increased intergranular corrosion. 9- From the point of activation, probably, besides the indium in solid solution, indium precipitates contributed to the activation of the alloy. overvoltage values of Al-Zn-In alloys were determined in saturated AICI3 solutions by using galvanostatic techniques. In galvanostatic experiments, programmable electrometer, Keithley 617, was added to potentiostatic experiment circuit. During the experiments, 1 mA/cm2 current density was applied until a fixed potential was obtained. When potential reached a fixed value, current was interrupted and men potential change was observed. During the experiments, potential versus time data was measured by a programmable electrometer. Potentiodynamic polarization curves in saturated AICI3 solutions showed that Zn had nearly 60 mV and indium nearly 370 mV more positive corrosion potentials than that of aluminum in pit-like solution. Also unlike aluminum, both zinc and indium exhibited low anodic overvoltage values in anodic region of the polarization curve. From the cathodic region of the polarization curve of indium, it was clear that indium had a higher hydrogen overvoltage in pit-like solution. From the galvanostatic experiments in saturated AICI3, it was found that the addition of indium to Al-%4.5Zn alloy increased the anodic overvoltage slightly. Addition of indium under the critical concentration (the concentration at which hysteresis band width increased and repassivation potential decreased sharply) did not change the corrosion potential in pit-like solution. But the addition of indium more than the critical concentration decreased corrosion potential. So it can be said that more dramatic decrease in pitting potentials in cyclic polarization experiments is due to the fact that indium decreased the corrosion potential inside the pit more dramatically. The pitting potentials obtained from cyclic polarization curves and theoretical pitting potentials calculated from the Galvele model were in accordance (with a deviation of 20 mV). The original results obtained from this study can be summarized as follows: 1- Zinc and indium has a synergistic effect in activating aluminum. For a given Zn content to cause a more dramatic decrease in potential, the necessary In/Zn ratio decreased with a logarithmic relation. 2- Data obtained by cyclic polarization technique, namely pitting potential, repassivation potential and hysteresis band width values can be useful tools in evaluating the potential and even, dissolution morphology characteristics of Al- Zn-In alloys. 3- In decreasing the corrosion potentials of Al-Zn-In alloys, even small concentrations of indium showed a substantial effect. However to decrease the pitting and repassivation potentials dramatically and to improve the dissolution morphology, critical In concentrations for a given Zn content were needed. 4- Pitting potential values of Al-Zn-In alloys showed a good correlation with the theoretical pitting potentials calculated according to localized acidification theory proposed by Galvele. After a critical indium content, sudden decrease in pitting potentials was caused by sudden decrease of corrosion potential inside the pits. 5- In Al-Zn-In alloys, when an indium content of %0.04 was reached, the alloys gave similar potential behavior, regardless of their Zn content. 6- Among the investigated Al-Zn-In alloys, Al-4.5Zn-0.026 In alloy gave the optimum properties considering potential, %efficiency and dissolution morphology Other results obtained in this study are: 7- Pits observed in the specimens showing wide hysteresis band was richer from the point of zinc and indium content. In this type of pits, indium concentrations were higher on the pit bottoms compared to bulk concentrations. Widening of hysterisis band and the change of pit morpology after a critical concentration of indium may be due to the formation of an indium salt film at the pit bottom and the dissoltution of the alloy through this film. 8- Low efficiency values of Al-Zn-In alloys containing no or insufficient amount of indium was due to intense hydrogen evolution, while low efficiencies of Al-Zn-In alloys with excessive indium was due to increased intergranular corrosion. 9- From the point of activation, probably, besides the indium in solid solution, indium precipitates contributed to the activation of the alloy. overvoltage values of Al-Zn-In alloys were determined in saturated AICI3 solutions by using galvanostatic techniques. In galvanostatic experiments, programmable electrometer, Keithley 617, was added to potentiostatic experiment circuit. During the experiments, 1 mA/cm2 current density was applied until a fixed potential was obtained. When potential reached a fixed value, current was interrupted and men potential change was observed. During the experiments, potential versus time data was measured by a programmable electrometer. Potentiodynamic polarization curves in saturated AICI3 solutions showed that Zn had nearly 60 mV and indium nearly 370 mV more positive corrosion potentials than that of aluminum in pit-like solution. Also unlike aluminum, both zinc and indium exhibited low anodic overvoltage values in anodic region of the polarization curve. From the cathodic region of the polarization curve of indium, it was clear that indium had a higher hydrogen overvoltage in pit-like solution. From the galvanostatic experiments in saturated AICI3, it was found that the addition of indium to Al-%4.5Zn alloy increased the anodic overvoltage slightly. Addition of indium under the critical concentration (the concentration at which hysteresis band width increased and repassivation potential decreased sharply) did not change the corrosion potential in pit-like solution. But the addition of indium more than the critical concentration decreased corrosion potential. So it can be said that more dramatic decrease in pitting potentials in cyclic polarization experiments is due to the fact that indium decreased the corrosion potential inside the pit more dramatically. The pitting potentials obtained from cyclic polarization curves and theoretical pitting potentials calculated from the Galvele model were in accordance (with a deviation of 20 mV). The original results obtained from this study can be summarized as follows: 1- Zinc and indium has a synergistic effect in activating aluminum. For a given Zn content to cause a more dramatic decrease in potential, the necessary In/Zn ratio decreased with a logarithmic relation. 2- Data obtained by cyclic polarization technique, namely pitting potential, repassivation potential and hysteresis band width values can be useful tools in evaluating the potential and even, dissolution morphology characteristics of Al- Zn-In alloys. 3- In decreasing the corrosion potentials of Al-Zn-In alloys, even small concentrations of indium showed a substantial effect. However to decrease the pitting and repassivation potentials dramatically and to improve the dissolution morphology, critical In concentrations for a given Zn content were needed. 4- Pitting potential values of Al-Zn-In alloys showed a good correlation with the theoretical pitting potentials calculated according to localized acidification theory proposed by Galvele. After a critical indium content, sudden decrease in pitting potentials was caused by sudden decrease of corrosion potential inside the pits. 5- In Al-Zn-In alloys, when an indium content of %0.04 was reached, the alloys gave similar potential behavior, regardless of their Zn content. 6- Among the investigated Al-Zn-In alloys, Al-4.5Zn-0.026 In alloy gave the optimum properties considering potential, %efficiency and dissolution morphology Other results obtained in this study are: 7- Pits observed in the specimens showing wide hysteresis band was richer from the point of zinc and indium content. In this type of pits, indium concentrations were higher on the pit bottoms compared to bulk concentrations. Widening of hysterisis band and the change of pit morpology after a critical concentration of indium may be due to the formation of an indium salt film at the pit bottom and the dissoltution of the alloy through this film. 8- Low efficiency values of Al-Zn-In alloys containing no or insufficient amount of indium was due to intense hydrogen evolution, while low efficiencies of Al-Zn-In alloys with excessive indium was due to increased intergranular corrosion. 9- From the point of activation, probably, besides the indium in solid solution, indium precipitates contributed to the activation of the alloy.
-
ÖgeÇeliklerde dövülebilirliğin burma, basma ve çekme deneyleri ile incelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Karadeniz, Erdal ; Çapan, Levon ; Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ; Metallurgical and Materials EngineeringBir dövme işlemini hasarsız gerçekleştirebilmek için şekil verilmek istenen malzemenin şekillendirilebilme kabiliyetinin bilinmesi istenir. Bu nedenle, dövme işlemlerinde malzemeyi hasara uğratmadan istenen şekli verebilmek için " Dövülebilirlik " terimi tanımlanmıştır. Dövülebilirliğin ölçülmesi amacıyla çeşitli deneyler ve sünek kırılma kriterleri geliştirilmiştir. Hiçbir deney yöntemi ve kırılma kriteri tek basma dövülebilirliği ifade etmek için yeterli görülmemektedir. Bu çalışmada, dövmenin tanımı yapılarak dövme yöntemleri hakkında kısa bilgiler verilmiş ve dövülebilirliğin tanımı yapılarak dövülebilirliği etkileyen değişkenler ve dövülebilirliği saptamada kullanılan deneyler açıklanmıştır. Deneysel çalışmalarla, Vickers sertlik deneyleri, basit çekme deneyleri, burma deneyleri, dört farklı sürtünme koşulunda dolu silindir basma deneyleri, iki farklı sürtünme koşulunda halkalı dolu silindir basma deneyleri ve üç farklı çentik yarıçapına sahip çentikli çekme deneyleri AISI 1040, 1050, 4140 ve 5140 çeliklerinin sıcak haddelenmiş, normalize edilmiş ve küreleştirilmiş durumlarına uygulanarak dövülebilirliğin saptanması için uygun deney yöntemleri araştırılmıştır. Basit çekme deneylerinden akma sının, çekme dayanımı, %uzama ve %kesit daralması değerleri elde edilerek dövülebilirlik incelenmiştir. Burma deneylerinden kopmaya yol açan devir sayısı ve moment ölçülerek elde edilen değerlerden efektif birim şekil değiştirme ve kayma gerilmesi değerleri hesaplanmıştır. Kopmaya yol açan devir sayılarının kıyaslanmasıyla dövülebilirlik sıralaması yapılmıştır. Dolu silindir basma ve halkalı dolu silindir basma deneylerinde elde edilen değerlerden, yükseklik azalması ile gerilme elemanları efektif gerilme oranlarının değişimi, çevresel ve eksenel birim şekil değiştirme değişimi ve şekillendirme sınır diyagramları kullanılarak dövülebilirlik araştırılmıştır. Çentikli çekme deneylerinden, deney süresince kesit daralması ölçülerek kesit daralması değişimi ile gerilme elemanları efektif gerilme oranlan değişimi diyagramları elde edilmiş ve bunlarla dövülebilirlik araştırılmıştır. Sonuç olarak, burmada kopmaya yol açan devir sayısı, basma ve halkalı basmada yükseklik azalması ve dövülebilirlik endisi ve basma, halkalı basma, çentikli çekme kopma sonuçlarını birlikte değerlendiren dövülebilirlik eğrileri ile dövülebilirlik kriterleri karşılaştırılmıştır. Çentikli çekme ve basma deneylerinin dövülebilirlik eğrileri ile incelenmesi dövülebilirliğin saptanması için ideal uygulama kabul edilmiştir.