Tez çalışması ile ilgili kaynak araştırmasının önemli bir kısmı tezin 1. Bölümünde, Bölüm 1.3. başlığı altında verilmiştir.
Lee, D.N., tarafından 2000 yılında yapılan çalışmada (Lee 2000), çalışmanın giriş ve çıkış kesit alanları birbirine eşit değildir. Oysa tez çalışmasında kesit alanları
Şekil 2.3.’de gösterildiği gibi eşit olduğundan dolayı farklılık vardır. Bu çalışmada tez çalışması ile ilgili bir takım benzerlikler olmasına rağmen daha çok sayısal çalışma yapıldığı ve deney yapılmadığı için karşılaştırma olanağı azdır.
Horita, Z., Fujinami, T., Nemoto, M., Langdon, T.G., 2001 yılında yapmış oldukları çalışmada (Horita vd. 2001) farklı Alüminyum alaşımlarını incelemişlerdir. Kullanılan alaşımlar, 1100, 2024, 3004, 5083, 6061 ve 7075 alaşımlarıdır. Çalışmada farklı Alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin geliştirilebilmesi incelenmiştir. Kullanılan malzeme ve yöntem tez çalışması ile benzer olup elde edilen sonuçlar, 2. Bölüm’de elde edilen deney sonuçları ile benzer bulunmuştur. Tez çalışmasında kullanılmış olan 5083 alaşımı da çalışmada kullanılmış olduğundan dolayı çalışmanın 5083 malzemesi ile ilgili kısımları tezin 2.5. Bölümü’nde elde edilen bulgular ile karşılaştırılmalıdır. Çalışmada oda sıcaklığındaki çekme deneylerinde, dayanımın basma sayısının artması ile arttığı fakat hasara göre uzamanın diğer adıyla kopma uzamasının, ilk basmadan sonra büyük bir azalma miktarını takiben az miktarda değiştiğinden bahsedilmiştir. Bu durum tez çalışması ile tamamen benzerdir. Benzerlik, Şekil 2.16. ve 2.17. incelendiğinde fark edilebilmektedir. Şekil 2.16. incelendiğinde çekme dayanımı her bir kademede bir miktar artmış ve son 3. kademe basmada maksimum değer olan 501.2 Mpa Maksimum çekme dayanımına ulaşmıştır. Çekme dayanımı daha önceden de belirtildiği gibi artmıştır. Şekil 2.17. incelendiğinde ise hasara göre uzamanın (kopma uzamasının) aynen çalışmasında (Horita vd. 2001) bahsedildiği üzere basma sayısına bağlı olarak sırasıyla önce hızla azaldığı (1 kademe basmada) daha sonra az miktarda değişim olduğu gözlenebilir. Şöyle ki, aşırı plastik deformasyon görmemiş malzemedeki kopma uzaması 22% iken ilk deformasyon kademesinde kopma uzaması 6.4% değerine hızlı bir şekilde azalmış, daha sonra yine azalma olmuş fakat ilk kademedeki kadar hızlı azalma olmayıp 4.4% değerine düşmüştür. Özet olarak toplamda 4.4% kopma uzaması meydana gelebilmektedir. Benzer azalma aşağıda söz konusu çalışmanın 5. Şekli’nin (b) şıkkında da verilmiştir. (Horita vd. 2001) Şekil 4.1. incelendiğinde farklı Alüminyum alaşımlarının hasara bağlı uzaması verilmiştir. 5083 alaşımı incelendiğinde uzama değeri 24% değerinden ilk kademede yaklaşık 6% değerine düşmüştür. Bu değerler tez çalışması deneyleri ile karşılaştırıldığında şartların benzer ve bulunan değerlerin birbirine çok yakın olduğu
gözlenebilir. Bu değerler, tezin 2.5. bölümünde elde edilen deney bulgularının daha önce yapılan çalışma (Horita vd. 2001) ile benzerliğini göstermektedir.
Şekil 4.1. Eşdeğer genleme – Hasara bağlı uzama grafiği (Horita vd. 2001)
Valiev, R.Z., Alexandrov, I.V., Zhu, Y.T., Lowe, T.C., tarafından 2002 yılında yapılan çalışmada (Valiev vd. 2002) dayanım ve sünekliğin paradoksu üzerine inceleme yapmışlardır. Tez çalışmasında Bölüm 3.2.2.’de dayanımın aşırı plastik deformasyon kademesinin artışı ile arttığını, aynı şekilde kopma uzamasının aşırı plastik deformasyon kademesinin artması ile birlikte azaldığını göstermektedir. Valiev, R.Z., ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmada da aynı şekilde plastik deformasyonun artması ile birlikte Şekil 1.5.’de de verildiği gibi Bakır ve Alüminyumun akma dayanımının hasara karşı uzamaların azalması ile arttığı verilmektedir. Tez çalışmasında sadece 5083 Alüminyum alaşımı kullanıldığı için Şekil 1.5.’de (Valiev vd. 2002) Alüminyum kısmına bakılmıştır. Şekilden de anlaşılacağı üzere dayanım arttığı zaman uzama azalmakta veya dayanım azaldığı zaman uzama artmaktadır denilebilir. Bahsedilen durumun haricinde ayrıca aşırı plastik deformasyon uygulanabilen metallerde olağan olmayan bir mekanik davranışa rastlanmıştır. Tez konusunun haricinde bir durum olan yüksek dayanım ve
Eşdeğer genleme
Hasara ba
ğl
yüksek sünekliğin alışılagelmemiş bir kombinasyonundan bahsedilmiştir. Tezde sadece Alüminyum alaşımı kullanıldığından dolayı çalışmada, tez çalışmasından biraz farklı bir durumdan bahsedilmiştir. Yüksek dayanım ve yüksek sünekliğin bir arada olduğu bu durum, tez konusu olan Alüminyum harici bazı metallerde gözlenmiştir. Araştırma çalışmasında da bahsedildiği gibi bu olağan olmayan mekanik davranışlar, aşırı plastik deformasyon işlemi ile oluşturulan az bulunan bazı nano yapılar tarafından meydana gelmektedir. İlgili makalede hem yüksek dayanım hem de yüksek sünekliğin bir arada olduğu durumlardan bahsedilmiştir.
Moon, B.S., Kim, H.S., Hong, S.I., 2002 yılında yapmış oldukları çalışmada tez çalışmasında kullanılan 5083 Alüminyum alaşımından farklı bir Alüminyum alaşımı olan 6061 alaşımını kullanmışlardır. Çalışmada az ve aşırı yaşlandırılmış 6061 alaşımının eşit kanal açısal basma esnasında plastik akışı ve şekil değişimi incelenmiştir. Tez çalışmasında 5083 alaşımı piyasadan satın alındığı gibi kullanıldığından ve herhangi bir yaşlandırma işlemi uygulanmadığından dolayı araştırma çalışması ve tez çalışması karşılaştırılmayacaktır. İleriye dönük çalışmalarda 5083 alaşımına da aynı şekilde yaşlandırma işlemi uygulanarak az ve aşırı yaşlandırılmış 5083 alaşımının özellikleri karşılaştırılabilir. (Moon vd. 2002)
Perez, C.J.L., Gonzales, P., Garces, Y., tarafından 2003 yılında yapılmış olan ticari Al – Mn alaşımında eşit kanal açısal ekstrüzyon üzerine yapılan çalışmada (Perez vd. 2003) 90° ve 120° açısal ekstrüzyonun sonlu elemanlar çözümü yapılmıştır. Çalışmada sonuçlar bölümünde Tablo 2.’de (Perez vd. 2003) 3103 ve 5083 için elde edilen sertlik değerleri verilmiştir. Tablo 2. (Perez vd. 2003) aşağıda Tablo 4.1. olarak belirtilmiştir.
Tablo 4.1. Geçiş sayısı ile elde edilen Vickers sertlik değerleri (Perez vd. 2003)
Tablo 4.1. incelendiğinde, 5083 Alüminyum alaşımında sertlik satın alınmış durumda 84.9 HV, 1 kademe geçişte 104.4 HV, 2 kademe geçişte 107.2 HV olarak bulunduğu belirtilmiştir. Bu çalışmada sertlik değerleri “Vickers [HV] sertlik değeri” cinsinden
bulunmuştur. Tez çalışmasında ise Tablo 2.4. “Sertlik deneyleri sonuçları”nda belirtildiği üzere sonuçlar “Rockwell E [HRE] sertlik değeri” cinsinden bulunmuştur. Bu nedenle ASTM standartlarına göre yaklaşık olarak çevrim yapılmış (http://mesteel.com) ve bulunan değerler Tablo 4.2. olarak aşağıda verilmiştir.
Tablo 4.2. 5083 alaşımı için Vickers [HV] – Rockwell E [HRE] çevrimi İşlem Kademesi
( Aşırı Plastik Deformasyon Kademesi )
Ölçülen Ortalama Değer ( Rockwell E [HRE] ) Ölçülen Değerin Yaklaşık Vickers [HV] Karşılığı İşlenmemiş 68 76 1 KADEME 94 121 2 KADEME 96 126 3 KADEME 98 135
Tablo 4.1. ve Tablo 4.2. karşılaştırıldığında, işlenmemiş 5083 alaşımı için 84.9 HV ve 76 HV değerleri bulunmaktadır. Değerler birbirine yakın bulunmuştur. İlk plastik deformasyondan sonra tez çalışması için 121 HV, diğer çalışma için 104.4 HV, iki kez plastik deformasyondan sonra tez çalışması için 126 HV, diğer çalışma için 107.2 HV bulunmaktadır. Her iki tablo ele alınırsa ikisinde de sertlik satın alındığı durumdan itibaren ilk kademe hızlı bir şekilde daha sonra yavaş yavaş sürekli olarak maksimum bir değere kadar artmaktadır. Değerler birbirine yakın olmakla beraber bir takım farklar göze çarpmaktadır. Bu durumun muhtemel nedenleri,
• aşırı plastik deformasyon işleminde kullanılan kalıpların tasarımının ve kullanım şartlarının birbirinden farklı olması,
• sürtünme koşullarının birbirinden farklı olması • sertlik ölçümü yapılan kısımların farklılığı olabilir.
Kim, H.K., Lee, Y.I., Chung, C.S., 2004 yılında yapmış oldukları çalışmada (Kim vd. 2004) tez çalışması malzemesi olan 5083 Alüminyum alaşımında önemli miktarda bulunan Magnezyumun alaşımını incelemişlerdir. Araştırma çalışması, eşit kanal açısal basma yoluyla üretilen ince taneli Magnezyum alaşımının yorulma özellikleri üzerinedir. Çalışmada kullanılan malzeme tez çalışması malzemesi olan
Alüminyum olmamasına rağmen birtakım fikirler verebilir. İlgili çalışmanın 3. şeklinde (aşağıda Şekil 4.2. olarak verilmiştir.) AZ31 alaşımının deformasyona uğramış ve uğramamış şekli için yorulma diyagramı eğrisi verilmiştir.
Şekil 4.2. AZ31 alaşımları için Eşit kanal açısal basılmış ve basılmamış S-N eğrileri (Kim vd. 2004)
Şekil 4.2. incelendiğinde dayanımın azaltıldığı zaman çevrim sayısının giderek arttığı gözlemlenebilir. Aynı durum, tez çalışmasında da bulunmaktadır. Şekil 2.19.’da benzer şekilde 5083 alaşımı için dayanım azaltıldığı zaman çevrim sayısı artmıştır. Çevrim sayısı değerlerine bakıldığında yaklaşık 4.5% oranında Magnezyum içeren 5083 Alüminyum alaşımının da AZ31 Magnezyum alaşımına benzer değerlerde yorulma karakteristiği içeriyor diyebiliriz.
Vinogradov, A., Nagasaki, S., Patlan, V., Kitagawa, K., Kawazoe, M., tarafından 1999 yılında yapılan tez çalışması malzemesi olan 5083 (50XX) serisinden olan 5056 malzemesine ait çalışmada yorulma özellikleri incelenmiştir (Vinogradov vd. 1999) Çalışma, eşit kanal açısal basma ile üretilen 5056 Al – Mg alaşımının yorulma özellikleri üzerinedir. Makalenin 3.Şeklinde (Vinogradov vd. 1999) (Aşağıda Şekil 4.3. olarak verilmiştir) eşit kanal açısal basma öncesi ve sonrası 5056 alaşımı için “dayanım – çevrim eğrisi” verilmiştir. Hem tez çalışması hem de bu çalışma 50XX serisi olduğu için yorulma dayanımı eğrileri karşılaştırılabilir.
ο eşit kanal açısal basılmış AZ31 alaşımı
ekstrüze edildiği gibi AZ31 alaşımı
Çevrim Sayısı [N]
Dayan
ım genli
ği [Mpa
Şekil 4.3. O – temperlenmiş ve eşit kanal açısal basılmış 5056 alaşımı için S-N diyagramı (Vinogradov vd. 1999)
Şekil 4.3. incelendiğinde aşırı plastik deformasyona uğramamış malzemenin 104 çevrim sayısı civarlarında yaklaşık olarak 200 Mpa dayanıma, 106 çevrim sayılarında da yaklaşık 120 Mpa seviyelerine kadar azaldığı görülmektedir. Aynı şekilde Şekil 2.18. incelendiğinde 104 çevrim sayısı civarlarında yaklaşık 175 – 180 Mpa ve 106 çevrim sayılarında 115 – 120 Mpa seviyelerine kadar düştüğü gözlemlenebilir. Tekrar Şekil 4.3.’e bakılırsa, aşırı plastik deformasyona uğramış malzemenin dayanımının 104 çevrim sayısı civarında yaklaşık 230 – 240 Mpa değerine ulaşabileceği, 105 çevrim sayılarında da 200 Mpa değerine ulaşabileceği görülebilir. Aynı şekilde Şekil 2.19. incelendiğinde 105 çevrim sayısı civarlarında (çok sayıda deney yapılamadığı için bu değer alınmıştır) dayanımın 210 – 215 Mpa değerlerine çıkabileceği gözlenmiştir. Bu olay bize 50XX serisi alaşımları için az da olsa, yorulma özelliklerinin, yorulma karakteristiklerin, kısmen de olsa yorulma dayanımı değerlerinin birbirlerine yakın olabileceğini kanıtlayabilir.
• Eşit kanal açısal basma sonrası Eşit kanal açısal basma öncesi
Çevrim sayısı [N] Dayan ım genli ği ( σa ) [Mpa]