Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Aslıhan Gökduman
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Adem Bakkaloğlu
Eş Danışman: Hakan Yılmazer
Özet:
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 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; Cu 0,18 Sn
EC
1P olduğu belirlenmiştir.
Numunelerin çekme dayanımları EKAP-Konform ile artmış, fakat artan paso sayısı ile dayanımları düşmüştür. En dayanıklı malzemenin Cu 0,18 Sn
EC
1P numunesi olduğu
görülmüştür. En yüksek % uzama değeri Cu 0,18 Sn CG numunesinde görülmüştü r.
Numunelerde dislokasyonların taneler içinde ve / veya tane sınırları boyunca (tane
sınırı kayması) difüzyon k ontrollü hareketi ile sürünme 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