İlerleme miktarının kesme kuvvetlerine etkisi

İlerleme miktarının oluşturduğu talaş kesit alanı bileşke kesme kuvvetini belirleyen en önemli faktördür. Dolayısıyla ilerlemedeki artışla beraber kesme kuvvetlerinin artması beklenen bir eğilimdir (Korkut ve Dönertaş, 2003). Diğer yandan malzeme özelliklerine bağlı olarak kesme kuvvetlerinin değiştiği gözlemlenmiştir.

Ham malzeme için ve farklı östemperleme sıcaklık ve süresine sahip numuneler üzerinde yapılan işlenebilirlik deneyleri sırasında ölçülen bileşke kesme kuvveti (FR)’nin, ilerleme miktarına bağlı olarak değişimleri Şekil 7.3, Şekil 7.4, Şekil 7.5 ve Şekil 7.6’da gösterilmiştir.

70 m/dak kesme hızında farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için ilerleme miktarına bağlı kesme kuvvetlerindeki değişimler Şekil 7.3’de gösterilmiştir.

Şekil 7.3. 70 m/dak kesme hızında her bir malzeme için (Farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için) ilerlemeye bağlı kesme kuvvetleri

Şekil 7.3. incelendiğinde, 70 m/dak kesme hızında ham malzeme için en düşük kesme kuvveti değeri 0,025 mm/dev ilerleme değerinde en yüksek kesme kuvveti ise 0,05 mm/dev ilerleme değerinde gerçekleşmiştir. Ham malzeme ile östemperleme ısıl işlemi uygulanmış numunelerin kesme kuvvetleri karşılaştırıldığında yine en düşük kesme kuvvet değeri ham malzemelerde görülmüştür. Elde edilen bu sonuçlar, Gök (2006), Şeker ve Hasırcı (2005)’te yaptıkları çalışmalarda elde ettikleri sonuçlarla paralellik göstermektedir

70 m/dak kesme hızında östemperlenmiş vermiküler grafitli dökme demirlerde ise, 315^oC östemperleme sıcaklığında numunelerde genel olarak 0,0375 mm/dev ilerleme miktarına kadar kesme kuvvetlerinde artma daha sonra 0,05 mm/dev ilerleme miktarında kesme kuvvetlerinde azalma meydana gelmektedir. Bu durum işleme sırasında ortaya çıkan mekanik etkiler ve buna bağlı olarak kesici uç çevresinde oluşan ısıya atfedilmiştir. Talaş kaldırma sırasında oluşan ısının büyük bir bölümü talaşla atılır ancak belli bir miktar ısı iş parçasına iletilir. İletilen bu ısı iş parçasının sertliğini azaltır. Sertlik azaldığında süneklik artacağından iş parçasından talaş kaldırmak kolaylaşır. Ancak bu ısı geçisi daha da artarsa BUE eğilimi başlayacağından, kesme kuvvetleri değişecektir (Çiftçi, 2004; Mavi, 2008 Uzun, 2013). Talaş kaldırma sırasında ortaya çıkan ısı, ilerleme miktarının artışıyla

artmaktadır. Böylece deformasyon kolaylaşmakta ve buna bağlı olarak kesme kuvvetleri düşmektedir. 375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde ise ilerleme miktarı arttıkça kesme kuvvetinde artış gözlenmiştir. 375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerin en yüksek kesme kuvvetlerine sahip olmasının nedeni, bu numunelerin Resim 7.4’te görüldüğü gibi daha çok lamelli yapıya yakın olduklarıdır (American Foundry Society, 2004; Aşkun, 2001; Hasırcı, 2000; Mavi, 2008; Seyfi, 2006).

315^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 180 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 60 dakika bekleme süresinde 0,0375 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir.

375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 60 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 180 dakika bekleme süresinde 0,05 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir (Şekil 7.3).

87 m/dak kesme hızında farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için ilerleme miktarına bağlı kesme kuvvetlerindeki değişimler Şekil 7.4’de gösterilmiştir.

Şekil 7.4. 87 m/dak kesme hızında her bir malzeme için (Farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için) ilerlemeye bağlı kesme kuvvetleri

Şekil 7.4 incelendiğinde, 87 m/dak kesme hızında ham malzeme ile östemperleme ısıl işlemi uygulanmış numunelerin kesme kuvvetleri karşılaştırıldığında en düşük kesme kuvvet değeri ham malzemelerde görülmüştür. Bu durum ham malzemenin sertlik değerinin östemperleme ısıl işlemi uygulanmış numunelerin sertlik değerinden daha düşük olması dolayısıyla da sertlik azaldığında süneklik artacağından malzemenin daha rahat deforme edilebilmesi ile açıklanabilir (Çiftçi, 2004; Gök, 2006; Mavi, 2008; Şeker ve Hasırcı, 2005; Ucun ve diğerleri, 2005).

Östemperleme işlemi uygulanmış vermiküler grafitli dökme demirlerde, 315^oC östemperleme sıcaklığında numunelerde genel olarak 0,0375 mm/dev ilerleme miktarına kadar kesme kuvvetlerinde artma daha sonra 0,05 mm/dev ilerleme miktarında kesme kuvvetlerinde genel olarak azalma meydana gelmektedir. Bunun nedeni, daha önce yapılan çalışmalarda olduğu gibi işleme sırasında ortaya çıkan mekanik etkiler ve buna bağlı olarak kesme bölgesinde oluşan ısının etkisi ile malzemenin daha rahat deforme edilmesiyle açıklanabilir (Mavi, 2008; Mavi ve Korkut, 2014; Çiftçi, 2004; Uzun, 2013; Wang ve diğerleri, 2005).

315^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 120 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 60-120 dakika bekleme sürelerinde 0,0375 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir. 375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti (FR =385,96 N) 60 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti (FR =682,45 N) ise 180 dakika bekleme süresinde 0,0375 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir (Şekil 7.4). Östemperleme sıcaklığının 315^oC olduğu durumlarda 375^oC’ye göre genel olarak daha yüksek kesme kuvvetleri ölçülmüştür bu durum literatürde ki çalışmaları destekler niteliktedir (Bayatin ve Elliot, 1997; Gök, 2006; Gök ve diğerleri, 2007; Janowak ve Gundlach, 1983; Kovacs,1994;

Mallia ve diğerleri, 1998; Moore ve diğerleri, 1986; Seyfi, 2006; Yazdani ve Elliot, 1999-2; Yescas ve diğerleri, 2001).

Şekil 7.4 incelendiğinde en yüksek kesme kuvveti 375^oC östemperleme sıcaklığındaki 180 dakika bekleme süresinde gerçekleşmiştir. Resim 7.4’teki perlitik yapıya ait mikroyapı fotoğrafları incelendiğinde perlit yapının daha çok lamelli yapıya yakın olduğu görülmektedir. Dolayısıyla lamelli yapının küresel yapıya nazaran daha yüksek kesme kuvvetlerine ihtiyaç duyacağı bilinmektedir (American Foundry Society, 2004)

98 m/dak kesme hızında kesme farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için ilerleme miktarına bağlı kesme kuvvetlerindeki değişimler Şekil 7.5’de gösterilmiştir.

Şekil 7.5. 98 m/dak kesme hızında her bir malzeme için (Farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için) ilerlemeye bağlı kesme kuvvetleri

Şekil 7.5 incelendiğinde ham malzeme ile östemperleme ısıl işlemi uygulanmış numunelerin kesme kuvvetleri karşılaştırıldığında yine en düşük kesme kuvvet değeri ham malzemelerde görülmüştür. Bunun nedeni ham malzeme, östemperlenmiş malzemelere nazaran daha düşük mekanik özelliklere sahip olmasıdır. Östemperleme sıcaklığı ilerleme ve kesme kuvvetlerini önemli ölçüde etkilemektedir (Gök, 2006; Yazdani ve Elliot, 1999-2; Yescas ve diğerleri, 2001; Ucun ve diğerleri, 2005).

Östemperleme işlemi uygulanmış vermiküler grafitli dökme demirlerde, 315^oC östemperleme sıcaklığında numunelerde genel olarak ilerleme miktarı arttıkça kesme kuvvetlerinde azalma meydana gelmekte 375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde ise ilerleme miktarı arttıkça kesme kuvvetinde genel olarak artışlar olduğu Şekil 7.5’de görülmektedir. Bu durum daha önce açıklandığı üzere malzemenin mekanik özelliklerinden kaynaklanmaktadır (Mavi, 2008; Mavi ve Korkut, 2014).

315^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 120 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme

kuvveti ise 120 dakika bekleme sürelerinde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir.

375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 60 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 180 dakika bekleme süresinde 0,05 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir (Şekil 7.5). Şekil 7.5 incelendiğinde en yüksek kesme kuvveti 315^oC östemperleme sıcaklığındaki 180 dakika bekleme süresinde gerçekleşmiştir.

112 m/dak kesme hızında farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham malzeme için ilerleme miktarına bağlı kesme kuvvetlerindeki değişimler Şekil 7.6’da gösterilmiştir.

Şekil 7.6. 112 m/dak kesme hızında her bir malzeme için (Farklı östemperleme sıcaklık ve süreleri uygulanan malzeme ve östemperleme işlemi uygulanmamış ham

malzeme için) ilerlemeye bağlı kesme kuvvetleri

Şekil 7.6 incelendiğinde 112 m/dak kesme hızında en düşük kesme kuvveti değeri dökülmüş şartlardaki numuneden elde edilmiştir. Bu durum numunenin mekanik özellikleri (Şekil 7.1 ve Çizelge 7.1) ile birlikte değerlendirildiğinde daha iyi anlaşılacaktır. Döküm haldeki numune östemperlemiş VGDD’lere kıyasla, düşük sertliğe (22,57 HRC) sahip olduğundan düşük kesme kuvvetlerinin elde edilmesi söz konusudur. Bu durum daha

önceki yapılmış olan çalışmalarla kıyaslandığında bir paralellik göstermektedir (Janowak ve Gundlach, 1983; Massone ve diğerleri, 1996; Mavi, 2008; Mavi ve Korkut, 2014; Şeker ve Hasırcı, 2005).

315^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 60 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,0375 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 120 dakika bekleme sürelerinde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir.

375^oC östemperleme sıcaklığındaki numunelerde en düşük kesme kuvveti 60 dakika bekleme süresindeki numunelerde 0,025 mm/dev ilerleme değerinde ve en yüksek kesme kuvveti ise 180 dakika bekleme süresinde 0,05 mm/dev ilerleme değerinde gözlenmiştir (Şekil 7.6).

Malzemenin mekanik özelliklerinden dolayı düşük östemperleme sıcaklığındaki (315^oC) numunelerde genel olarak ilerleme miktarı arttıkça kesme kuvvetlerinde azalma meydana gelmekte yüksek östemperleme sıcaklığındaki (375^oC) numunelerde ise daha önce yapılan çalışmalarda olduğu gibi ilerleme miktarı arttıkça kesme kuvvetinde genel olarak artışlar olduğu görülmektedir (Mavi, 2008; Mavi ve Korkut, 2014).

Östemperleme sıcaklığı ilerleme ve kesme kuvvetlerini önemli ölçüde etkilemektedir. En düşük sertlik değeri ısıl işlem görmemiş VGDD’lerde ölçüldüğü gibi en düşük kesme kuvvetleride yine bu numunelerde ölçülmüştür. Östemperleme ısıl işlemi uygulanmış numunelerin iç özelliği ile beraber kesme kuvvetlerinde değişkenlikler gözlemlenmektedir.