Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HASAN KÖKLÜ
Danışman: Hakan Yılmazer
Özet:
Yüksek performanslı bakır malzemelerin günümüzde en yaygın kullanım yerlerinden
birisi otomobillerde güç iletiminde kullanılan dişi ve erkek kondüktör terminallerdir. İyi
bir uzun ömürlülük ve iletkenlik ilişkisi dolayısıyla yüksek mekanik mukavemet ve iyi
iletkenlik aranır. Son yıllarda “Aşırı Plastik Deformasyon (APD)” yöntemleri, bulk
malzemelerde olağan dışı mekanik, fiziksel ve elektrokimyasal özelliklerin geliştirebilme
kabiliyetinin olmasından dolayı araştırmacıların ilgisini çekmektedir. APD yöntemleriyle
“ultra ince taneli (UİT) (<500 nm)” ve/veya “nano taneli (NT) (<100 nm)” malzemeler
elde edilebilmektedir. Yüksek Basınç altında Burma (YBB) prosesi en yaygın kullanılan
APD proseslerinden birisidir.
Bu çalışmada çeşitli rotasyon sayılarında YBB işlemi uygulanmış bazı Cu-Sn ve Cu-Mg
alaşımları sistematik olarak çalışılmıştır. Bu çalışmada yüksek performansta mekanik
davranış (sertlik, çekme mukavemeti), iyileştirilmiş tribolojik özellikler (yüksek aşınma
direnci) ve istenen seviyede elektriksel iletkenliğe sahip UİT/NT Cu-Sn ve Cu-Mg
alaşımlarının üretilmesi, mikroyapı, mekanik, tribolojik ve elektriksel özelliklerinin
karakterizasyonu yapılmıştır.
Cu-Sn ve Cu-Mg numunelerinde mikroyapı testleri olarak SEM-EBSD, XRD ve XLPA
analizleri yapılmıştır. YBB prosesi sonucu Cu-Sn ve Cu-Mg numunesinin KYM olan kafes
yapısında herhangi bir değişim meydana gelmez iken numune mikroyapısında tane incelmesi meydana gelmiştir. YBB prosesinin uygulanmasıyla tane boyutu düşmüştür.
YBB prosesinin uygulanması ile 55 nm tanecik boyutuna sahip NT mikroyapılar elde
edilmiştir. Cu-MgHPTN10 numunesinde tane kabaşlaması meydana gelmiştir.
Cu-Sn ve Cu-Mg numunelerine mekanik özellik testi olarak Vickers Mikro-sertlik, Çekme,
Elektriksel Özellik ve Aşınma testleri uygulanmıştır. YBB prosesi sonucunda Cu-Sn ve CuMg numunelerinin sertlik değerleri yaklaşık 3 katına çıkmıştır. Aynı zamanda rotasyon
sayısı arttıkça numunelerin sertlik değerleri artmıştır ve daha homojen sertlik dağılımı
elde edilmiştir. Numunelerin merkezinden kenarlara doğru gidildikçe de sertlik değerleri
artmıştır.
Çekme testleri 1*10-3 mm/s test hızında oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. YBB prosesi
sonucunda Cu-Sn ve Cu-Mg numunelerinin çekme dayanımları ve akma dayanımları
artarken, %uzama değerleri azalmıştır. Ayrıca çekme testleri sonucunda sünek gerilmegerinim grafikleri ve sünek karakterde kırılma yüzeyleri elde edilmiştir.
Elektriksel özellik testleri için Standart 4 Probe Yöntemi ve Empedans Analiz Tekniği
uygulanmıştır. YBB prosesi sonucu numunelerin elektriksel direnci artarken, elektriksel
iletkenlik değerlerinin azaldığı görülmüştür. Buna karşın yüksek frekans değerlerinde
başlangıç numunelerine yakın değerlerde elektriksel iletkenlik değerleri elde edilmiştir.
Son olarak YBB uygulanmış Cu-Sn ve Cu-Mg numunelerine aşınma testi olarak Kuru
Kayma Aşınması oda sıcaklığında alümina top yardımıyla yapılmıştır. Aşınma deneyleri
sonucu oluşan Aşınma İzleri SEM yardımıyla incelenmiştir. Aşınma deneyleri sonucu
olarak numunelerin aşınma dayanımları YBB prosesi ile birlikte artmıştır. Buna karşın
sürtünme katsayısı değerlerinde YBB prosesi ile birlikte herhangi bir değişim meydana
gelmemiştir. Elde edilen aşınma yüzeylerinin boyutu YBB prosesi ile birlikte azalmıştır ve
abrazif karakterde aşınma yüzeyleri elde edilmiştir.
Bu çalışma YBB prosesi ile olağanüstü mekanik özelliklere sahip ve aynı zamanda
uygulamada kullanabilecek seviyede iyi elektrik özellikler sergileyen Cu-Sn ve Cu-Mg
alaşımlarının üretimi ve karakterizasyonu için yapılmıştır.