Düşük yoğunluklu Fe-Mn-Al-C çeliklerinin termodinamik ve üretilebilirlik açısından simülasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEMDUH KAĞAN KELER
Danışman: Sibel Dağlılar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezin amacı düşük yoğunluklu çelikleri metalürjik olarak tasarlamak, üretmek, haddelemek ve karakterizasyon çalışmalarını gerçekleştirmektir. Düşük yoğunluklu çelikler günümüzün güncel araştırma konuları arasında yer almakla beraber, gelecek dönemde birim hacimde daha fazla ağırlık azaltma talebine bağlı olarak yenilikçi malzemelerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulacaktır. Teknikte kullanılan çelik malzemelerinin yoğunluğu genel olarak 7,8-8,2 g/cm3 aralığında yer almaktadır. Tez çalışmasıyla alaşım tasarımı gerçekleştirilen yeni nesil düşük yoğunluklu çeliklerin yoğunluğu 6,6-7,2 g/cm3 mertebelerine düşürülmüştür. Düşük yoğunluklu çeliklerin geliştirilmesinde hesaplamalı termodinamik simülasyon araçları kullanılmış ve alaşım tasarımı çalışmaya özgün olan yeni çelik kaliteleri geliştirilmiştir. Alaşım tasarımı gerçekleştirilen farklı alaşımların dökümleri açık indüksiyon ve vakum indüksiyon fırınlarında daha önceden belirlenen parametrelerle beraber gerçekleştirilmiştir. İngot olarak adlandırılan yarı ürünlerin homojen katılaşma yapısında elde edilmesi sağlanmıştır. Döküm çalışmalarının tamamlanmasının ardından üretilen alaşımlar sıcak haddeleme simülatöründe 3 mm kalınlığa haddelenmiştir. Yüksek alaşımlı düşük yoğunluklu çeliklerin haddeleme pratikleri, malzemelerin sıcaklığa bağlı faz dönüşümleri analiz edilerek belirlenmiştir. Haddeleme sonrasında sac malzemelere mekanik testler uygulanmış, malzemelerin mekanik davranışları hakkında metalürjik kazanım elde edilmiştir. Üretilen alaşımların iç yapısı metalografi incelemeleriyle birlikte karakterize edilmiş, genel faz yapısı değerlendirilmiştir. Ardından çelik temizliği incelemeleri gerçekleştirilerek malzemelerde inklüzyon morfolojisi hakkında gözlemler yapılmıştır. Soğuk haddelemeye uygun olan alaşımlar soğuk haddelenmiş ve çalışmalar tamamlanmıştır. Tez çalışmasıyla birlikte düşük yoğunluklu çeliklerin alaşım tasarımından nihai haddelenmiş formuna kadar olan süreçlerde bilgi birikimi elde edilmiş; farklı metalürjik pratiklerin uygulanmasıyla elde edilebilecek potansiyel kazanımlar belirlenmiştir. Metalürjik açıdan en ideal alaşım yapıları belirlenerek, malzemeye özgü üretim rotaları oluşturulmuştur.