Bakır Alaşımlarının Mikroyapı,Mekanik ve Elektriksel Özellikleri Üzerinde Eş Kanallı Açısal Presleme-Konform Prosesinin Etkilerinin İncelenmesi


Creative Commons License

BAKKALOĞLU A. (Executive) , GÖKDUMAN A.

Project Supported by Higher Education Institutions, 2016 - 2019

  • Project Type: Project Supported by Higher Education Institutions
  • Begin Date: August 2016
  • End Date: October 2019

Project Abstract

Günümüzde, saf bakır(Cu) ve bakır alaşımları üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı endüstride yaygın olarak kullanım alanı bulmuştur. Güç ve iletişim kabloları, mıknatıs (sargı) teli, baskılı devre iletkeni ve diğer elektrik uygulamalarında Cu ve alaşımları modern hayata büyük değer sağlamaktadır. Özellikle Ar-Ge çalışmaları yüksek hızlı trenlerde, trenlerin 300 km/saat hızı aşabilmesi amacıyla katener tel malzemesi olarak yüksek mekanik performansa sahip Cu ve alaşımları kullanılması üzerine yoğunlaşmıştır. Hızlı trenlerin hızlarının artırılmasındaki en önemli engel katener hattı (catenary line) olarak bilinen bölgede kullanılan telin mekanik performans olarak yeterli olamamasından kaynaklanmaktadır. Bu telden beklenenler yüksek elektriksel iletkenlik ve yüksek mekanik dayanımdır.

Yapılan çalışmada yüksek performansta mekanik davranış ve uygulamada kullanılabilecek seviyede elektriksel iletkenliğe sahip UİT(ultra ince taneli) Cu-Sn tellerinin üretimi ve prosesinin optimizasyonu amaçlanmıştır.

Klasik Aşırı Plastik Deformasyon(APD) yöntemleri olan Eş Kanallı Açısal Presleme (EKAP)’ye nazaran Eş Kanallı Açısal Presleme-Konform(EKAP-Konform) ile Türkiye’de ilk

xv

kez çalışılmaktadır. EKAP-Konform işleminin tercih edilmesinin nedeni bir süreklilik sağladığı için uzun tel malzemelerde kullanıma çok uygun olmasıdır.

Sürünme dayanımı büyük önem taşıyan UİT Cu-Sn(kalay) tellerinin önce sertlik ve çekme davranışları araştırılmıştır. Tel malzemeleri yüksek hız nedeniyle büyük oranda aşınmaya uğrayacak ve tellerde aşırı ısınma meydana gelecektir. Sürünme deneyi ile tellerde yüksek sıcaklıklardaki çalışma performansı incelenmiştir. Sürünme davranışları üzerine yapılacak çalışmalarla literatürdeki bu boşlukların kapatılması hedeflenmektedir.

Çalışmada EKAP-Konform uygulanmamış 20 mm Cu-Sn0,18 ve Cu-Sn0,20 numuneleri (Cu-0,18SnC, Cu-0,20SnC ), 1 EKAP-Konform pasosu (Cu-0,18SnEC1P, Cu-0,20SnEC1P ) ve 2 EKAP-Konform pasosu sonrası elde edilen 8 mm çaplı Cu-Sn0,18 ve Cu-Sn0,20 numuneleri (Cu-0,18SnEC2P, Cu-0,20SnEC2P) kullanılmıştır.

EKAP-Konform uygulanmamış numunelerin optik mikroskop ile mikroyapılarının incelenmesi sonucunda tanelerin çok büyük olduğu görülmüş, EKAP-Konform uygulamasından sonraki EBSD sonuçlarında ise tanelerin ultra ince taneli hale dönüştüğü belirlenmiştir.

Ultra ince taneli Cu-Sn tellerde, mekanik davranışlarının açıklanması için tane ve alt tane sınırları gibi ara yüzeyler ve dislokasyon karakteri (türü, oluşumu, yönlenmesi ve yok olması) “X-ışınları profil analizi” ileri karakterizasyon yöntemleriyle ortaya konmuştur. Yapılan deneyler sonucunda EKAP-Konform prosesi sonrası en sert malzemenin; CuCu--0,180,18SnSnECEC 1P1P olduğu belirlenmiştir.olduğu belirlenmiştir.

Numunelerin çekme dayanımları EKAP-Konform ile artmış, fakat artan paso sayısı ile dayanımları düşmüştür. En dayanıklı malzemenin CuCu--0,180,18SnSnECEC 1P1P numunesi olduğu numunesi olduğu görülmüştür. En yüksek % uzama görülmüştür. En yüksek % uzama değeri değeri CuCu--0,180,18SnSnCGCG numunesinde görülmüştünumunesinde görülmüştür.r. Numunelerde dislokasyonların taneler içinde ve / veya tane sınırları boyunca (tane dislokasyonların taneler içinde ve / veya tane sınırları boyunca (tane sınırı kayması) difüzyon ksınırı kayması) difüzyon kontrollü hareketi ile sürünmeontrollü hareketi ile sürünme meydana gelmiştir. meydana gelmiştir. Sürünme deneyinde malzemelere uygulanan gerilim arttıkça malzemelerin kırılma sürelerinin azaldığı görülmüştür.

Ayrıca çalışma ile EKAP-Konform işleminin elektriksel özellikler üzerindeki etkisi de incelenmiş, EKAP-Konform işlemi sonrası elektriksel iletkenlik artmıştır. Çalışmada kullanılan numuneler ERBAKIR A.Ş. tesislerinde üretilmiş olup çalışma sonuçları prosesin ticarileştirilmesi üzerinde de etkili olacaktır.

Anahtar Kelimeler: Bakır, bakır-kalay alaşımları, EKAP, EKAP-Konform, aşırı plastik deformasyon

YILDIZ