Aşırı plastik deformasyonun metalik malzemelerde difüzyon karakteristiklerine etkisi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Okan ÜNAL
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Remzi VAROL
Özet:Bu tez çalışmasında aşırı plastik deformasyonun AISI 4340 düşük alaşımlı çelik, AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik ve Ti-6Al-4V titanyum alaşımının plazma nitrürleme esnasında difüzyon karakteristiğine ve sonrasında mekanik özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Aşırı plastik deformasyon yöntemi olarak, son yıllarda işlem parametreleri arttırılıp malzemenin yüzeyinde yüksek oranda plastik deformasyon oluşturan aşırı bilyalı dövme işlemi uygulanmıştır. Aşırı bilyalı dövme ile metalik malzemelerin yüzeyinde ultra ince taneli ve dislokasyon yoğunluklu tabaka oluşturulup bu tabaka optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını kırınım deseni çalışmaları ile karakterize edilmiştir. AISI 4340 düşük alaşımlı çelik yüzeyinde ultra ince taneli tabaka ile deforme olmuş ve yönlenmiş tanelerin bulunduğu tabaka olmak üzere iki farklı tabaka oluşmuştur. AISI 304 ostenitik paslanmaz çelikte mekanik ikizlenmenin ana deformasyon mekanizması olduğu gözlemlenmiş, deformasyon miktarıyla mekanik ikiz tabaka kalınlıklarının arttığı tespit edilmiştir. Ti-6Al-4V alaşımında deformasyon etkileri ince bir deformasyon tabakasıyla dikkat çekmiştir. Aşırı bilyalı dövülmüş numuneler sonrasında belirli sıcaklık ve sürelerde darbeli plazma nitrürleme işlemine tabi tutulmuş sadece plazma nitrürleme işlemi uygulanmış numunelerle karşılaştırılmışlardır. Mikroyapı analizlerinde ön işlem olarak uygulanan aşırı bilyalı dövme işleminin metalik malzemelerin yüzeyinde oluşan bileşik tabaka kalınlıklarını arttırdığı gözlemlenmiştir. Mikrosertlik çalışmalarında ise aşırı bilyalı dövme işleminin malzemelerin nitrürleme işlemi sonrası sertlik derinliğini ve difüzyon tabaka kalınlığını arttırdığı belirlenmiştir. Mikroyapı ve X-ışını kırınım deseni analizlerinde nitrürleme için yeterli olmayan ve yüzeyde nitrür bileşikleri ve tabakasının oluşmadığı koşullarda bile ön işlem olarak aşırı bilyalı dövmenin uygulanması aynı sıcaklık ve süre koşullarında nitrür bileşiklerinin ve bileşik tabakanın oluşumunu gerçekleştirmiştir Metalik malzemelerin belirtilen iki yüzey işlemi uygulaması sonrası dönel eğmeli yorulma testleri gerçekleştirilmiş ve S-N eğrileri çizilmiştir. Plazma nitrürleme öncesi aşırı bilyalı dövme işleminin uygulanması AISI 4340 ve AISI 304 malzemelerin yorulma ömrünü arttırmıştır. AISI 304 malzemeye 4750C' de ve 4 saat süreyle uygulanan nitrürleme işleminde istenilen yorulma limiti aşırı bilyalı dövme uygulaması ile nitrürleme süresi %50 azaltılarak elde edilmiştir. Ancak aşırı bilyalı dövme işlemi uygulaması farketmeksizin plazma nitrürleme uygulaması Ti-6Al-4V alaşımının yorulma özelliklerini kötüleştirmiştir.