LABORATUAR TİPİ SOĞUK HADDE MAKİNESİ TASARIMI. Aydın SALI, Y.Zekai AKYOL, Cihan GÖKÇE

Transkript

1 LABORATUAR TİPİ SOĞUK HADDE MAKİNESİ TASARIMI Aydın SALI, Y.Zekai AKYOL, Cihan GÖKÇE Danışman: Prof. Dr. Kazım ÖNEL Bu çalışmada laboratuar tipi hadde makinesi tasarlanmıştır. Tasarım, makinenin seri üretimde değil deney ortamında çalışacağı göz önüne alınarak yapılmıştır. Hesaplamalar 20mm kalınlığındaki 1040 çeliğini % 5 deformasyona uğratacak şekilde yapılmıştır. Dolayısıyla 1040 çeliğinden daha az mukavim olan metallerin de haddelenmesi mümkün olacaktır. Soğuk haddeleme hakkında ön araştırma yapıldıktan sonra haddeleme giriş hızı, maksimum haddeleme kalınlığı, sürtünme katsayısı kabul edilmiştir, kapma koşuluna göre merdane yarıçapı hesaplanmıştır. Yapılan kabullere ve merdane yarıçapına göre haddeleme için gerekli güç hesaplanmış ve bu güce göre de motor belirlenmiştir. Motorun belirlenmesinin ardından merdane malzemesi ve şasi malzemesi seçilerek gerekli mukavemet hesaplarına göre boyutlandırmalar yapılmıştır. Merdanelerin yataklanması tasarlanmıştır. Üst merdaneyi hareketlendirerek haddeleme giriş kalınlığını belirleyen vidanın malzemesi ve boyutları belirlenmiştir. Tüm parçaların teknik resimleri ve makinenin montaj resmi solidworks programı kullanılarak çizilmiştir ve üretim maliyet tablosu çıkarılmıştır.

2 ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA DÖKÜM UYGULAMALARI VE MALZEME ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI Şenol ŞENTÜRK, Bahar ÇAKIROSMAN, Ömer KORKMAZ Danışman: Prof. Dr. Ümit CÖCEN Alüminyum alaşımları; hafif, spesifik mukavemet, plastik şekil değiştirme kabiliyeti, elektriksel özellikleri, korozyon dayanımının, ısı iletkenliğin yüksek olması, ve manyetik özelliğinin olmamasından dolayı inşaat, havacılık ve özellikle otomotiv sanayinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Ancak Al-Si alaşımlarının otomotiv ve uçak sanayisinde daha geniş kullanıma sahip olabilmesi için mekanik özelliklerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Al-Si alaşımlarının mekanik özellikleri, mikro yapı içerisindeki ötektik silisyumun boyutu, morfolojisi, dağılımına ve ana faz tane boyutlarına bağlıdır. Al-Si alaşımlarının ötektik silisyumun lamel şeklinde olması malzemede gevrekliğe neden olmakta ve mekanik özeliklerin kötü olmasına neden olmaktadır. Mikro yapının düzenlenmesi için tane inceltme ve modifikasyonun yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada ETİAL 160 (ASTM 380) ve ETİAL 171 (ASTM 360) alüminyum alaşımları kullanılarak Al-Si alaşımlarına, TiB ve Sr ilavelerinin tane inceltme ve ötektik modifikasyon üzerine etkileri incelenmiştir. Tane inceltme ve modifikasyonun etkinliğini belirlemek için pratik bir yol olarak termal analiz yöntemi kullanılmaktadır. Çalışmada, termal analizi yapılan alaşımlardan numuneler alınarak spektral analiz ve metalografik inceleme yapılmıştır. Ayrıca, kum kalıba döküm yoluyla hazırlanan numunelerde çekme testleri ve sertlik ölçümleri yapılarak mekanik özellikler tespit edilmiştir. Sonuç olarak ilave edilen Al-Ti-B ve Al-Sr alaşımlarının miktarı ve cinsine bağlı olarak alaşımın soğuma karakteristiği ile birlikte mikroyapısı da değişmekte ve bu değişime göre malzemenin mekanik özellikleri de değişmektedir. Anahtar sözcükler: Al-Si alaşımları, Termal analiz, Tane İnceltme, Ötektik modifikasyonu

3 DÖNER EĞİLMELİ YORULMA MAKİNASI TASARIMI Alper TURHAN, Erdem ALTINAY, Mehmet MAKARA Danışman: Prof. Dr. Tevfik AKSOY Döner eğilmeli yorulma testleri, dönme hareketi ile yük altında çalışan iş parçalarının yorulma ömrünü hesaplamak için kullanılırlar. Döner eğilmeli yorulma test cihazlarında numune boyunca sabit moment etki eder ve bu nedenle diğer test cihazlarına göre daha iyi sonuçlar elde edilebilir. Bu çalışmanın amacı döner eğilmeli yorulma makinası üzerinde geliştirme ve iyileştirme yaparak farklı bir tasarım oluşturmaktır. Yükleme sisteminde terazi tasarımından yararlanarak yükten kazanç sağlandı, böylece daha az ağırlıkla istenen moment oluşturuldu. Ayrıca sisteme mesnetler üzerinde motor ile beraber serbest hareket edebilme kabiliyeti verilerek, statikçe belirsizlik ortadan kaldırıldı. Gerekli kabuller yapıldıktan sonra tasarım hesapları ile boyutlandırmalar yapıldı ve sistem için uygun olan standart makina elemanları seçildi. Çalışmaların sonucunda gerçek tasarım elde edildikten sonra makinanın, solidworks programı ile gerçek boyutlarda 3D resimleri ile imalat ve montaj resimleri çizildi. Anahtar Kelimeler: Yorulma, Yorulma makinaları, Döner eğilmeli yorulma makinası.

4 ZİRKONYA ESASLI SERAMİKLERİN GELİŞTİRİLMESİ Cenk EKEN, Dursun KÜÇÜK, Özlem KARATAŞ Danışman: Prof. Dr. Akın ALTUN Bu tez çalışmaları kapsamında seramik nozul üretimi için MgO katkılı zirkonya (M PSZ) örnekleri ve seramik diş üretimi için yitriya katkılı (Y TZP) zirkonya örnekleri elde edilmiştir. Bu amaçla önce ticari nozul ve ticari dental zirkonya örneklerinin kimyasal, mineralojik (XRD), hacim ağırlığı, açık porozite ve mikroyapı (SEM) özellikleri belirlenmiştir. MgO katkılı örneklerde ince (-26 µm) ve iri (26-63 µm) taneli sinter magnezya kullanılmıştır. Ağırlıkça % 3,5 MgO katılıp karıştırıldıktan sonra presle şekillendirilmiştir. Şekillendirilen örnekler kurutulup 1550 oc de 2 ve 6 saat sinterlenmiştir. Yitriya (% 2,5 3,5 mol) katkılı örnekler 1400 oc de 6 saat, 1500 oc de 5 saat, 1550 oc de 8 saat sinterlenmiştir. Sinterlenen örneklerin hacim ağırlığı ve açık poroziteleri belirlenmiş, sıcaklıkla oluşan yeni fazlar XRD ile ve mikro yapısı SEM ile karakterize edilmiştir. Elde edilen örnekler ile ticari referans örneklerin (nozul ve dental) fiziksel özellikleri, mineralojik ve mikro yapıları karşılaştırılmış ve sinterleme sıcaklığı ve süresinin hacim ağırlığına, poroziteye, faz dönüşümlerine ve mikro yapıya etkileri belirlenmiştir. Katkı tiplerinin zirkonyanın faz dönüşümlerine ve kararlığına (yarı ve tam kararlı) etkileri tartışılmıştır.

5 YÜKSEK MUKAVEMETLİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ KOROZYON ORTAMINDA YORULMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Asiye BÜYÜKKELEŞ, Özde ERYILMAZ, Selçuk ŞEN Danışman: Prof. Dr. Ahmet ÇAKIR Bu çalışmada yüksek mukavemetli aluminyum alaşımlarının korozyon ortamında yorulma davranışlarının incelenmesi yapılmıştır. Ucunda çatlak açılmış bir numuneye pozitif bölgede genel değişken yük uygulamak amacıyla bir düzenek tasarlanmış ve Alternatif Akım Potansiyel Düşüşü tekniğiyle (ACPD) çatlak ilerleme hızı incelenmesi amaçlanmıştır. İlk iki bölümde yorulma olayı ve korozyon hakkında bilgi verilmiş, türleri, malzemelerin performansı üzerindeki etkileri ve parametreleri araştırılmış ve incelenmiştir. Sonraki bölümde aluminyum ve alaşımları araştırılarak özellikleri anlatılmıştır. Daha sonra korozyon ortamında yorulma olayı incelenmiştir. Tasarım kısmında ise yüksek mukavemetli alüminyum malzemeyi korozif ortamda yorulmaya uğratacak düzenek anlatılmış ve teknik çizimleri verilmiştir. Numunenin bir ucu sabitlenmiş, diğer ucu ise 1m boyunda 30x40 kutu profile geçirilmiştir. Kutu profilin boştaki ucunda deplasman meydana getirmek amacıyla bir elektrik motoru kasnağındaki dairesel hareketi doğrusal harekete çevirecek mekanizma tasarlanmıştır. Çatlak hızını ve pozisyonunu belirlemek amacıyla kullanılan ACPD tekniğinden ve uygulanışından bahsedilmiştir. Son bölümde ise bu konu hakkındaki örnek çalışmalar incelenmiş, sonuçları değerlendirilerek yorumlanmıştır.

6 SOL-JEL YÖNTEMİYLE SENTEZLENMİŞ SAF VE KATKILANDIRILMIŞ PMN (Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 ) NANO TOZLARIN SİLİSYUM ALTLIKLARA UYGULANMASI İLE KAPASİTÖR ÜRETİMİ ve TASARIMI Haydar KAHRAMAN, Yiğitalp OKUMUŞ, Nihal ALTUĞ Danışman: Doç. Dr. Erdal ÇELİK Kapasitörler birçok elektronik devrenin ana elemanlarından biridir. Özellikle ileri teknoloji elektronik devrelerde pikofarad ve nanofarad seviyesindeki kapasitörler tercih edilmektedir. Günümüzde bu kapasitörler genellikle seramik ve polimerik malzemelerden imal edilmektedir. Bu çalışmada n-tipi Si altlık üzerine nano boyutta kaplanmış saf, Terbiyum (Tb), Samaryum (Sm) ve Diporsiyum (Dy) katkılandırılmış kurşun magnezyum niyobat (PMN) kullanılmıştır. PMN (Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 ) yüksek dielektrik sabiti olan önemli bir ferroelektrik malzemedir. Perovskit yapısına sahip yüksek saflıktaki saf ve katkılandırılmış PMN seramik malzeme kapasitör ve elektrostriktif alanlarda geniş kullanım alanına sahiptir. Bu nedenle yüksek perovskit yapısına sahip PMN kaplama önemlidir. Aynı zamanda değişik boyutlardaki kapasitörlerde kusursuz kullanımı açısından nano boyutlarda kaplamaların yapılabilmesi önemlidir. Çalışmada sol-jel yöntemi ile PMN toz üretimi, altlıklara uygulanması, karakteristik özelliklerinin incelenmesi ve üretilen kapasitörün örnek devreye uygulama tasarımı yapılmıştır. Bunun yanı sıra çalışma çevre uyumluluğu, ekonomiklik ve sürdürülebilirlik açısından irdelenmiştir. Anahtar kelimeler: PMN, Sol-jel, Kapasitör

7 TEMPCORE PROSESİ İLE İNŞAAT ÇELİĞİ ÜRETİMİ TESİS TASARIMI Aydan YAZGAN, Seçkin UĞUZ, Özkan ÖZKUĞUM Danışman: Doç. Dr. Mustafa TOPARLI Kaliteli ve sağlam inşaat yapılar düşüncesi, inşaat çeliğinin tempcore prosesi ile üretimini ön plana çıkarmıştır. Tempcore yöntemi, kontrollü su verme ve haddeleme ısısından yararlanarak inşaat çeliğinin kendi kendini temperlemesidir. Kontrollü su soğutma yöntemi ile inşaat çeliğinin daha küçük kesitte yüksek mukavemet değerine ulaşılması sağlanır. Bu çalışmanın amacı, Ege Bölgesinde rekabet edebilecek düzeyde tempcore prosesi ile inşaat çeliği üretilen Haddehane tesisi tasarlamaktır. Çalışmanın ilk aşamasında önce bölgenin inşaat çeliği ihtiyacı tespit edilmiş ve bu doğrultuda üretim kapasitesi, çubuk çapları belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında tesis için gerekli ekipmanlar belirlenmiş ve bazı ekipmanların gerekli hesaplamaları yapılmıştır. Daha sonra tesis kısımları belirlenip bölgedeki iş potansiyeline göre kişi sayısı, vardiya sayısı, çevre politikamız, gelir ve giderler belirlenmiştir. Son olarak haddehane ekipmanları uygun şekilde yerleştirilmiş ve haddehane tesis tasarımı gerçekleştirip işleme hazır hale getirilmiştir.

8 INDENTATİON YÖNTEMİ İLE MALZEMELERİN ELASTO-PLASTİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Mehmet NAMAL, A.Halis GÜZELAYDIN Danışman: Doç. Dr. Mustafa TOPARLI Bu çalışmada mühendislik malzemelerin elasto-plastik özellikleri (Elastisite modülü, akma mukavemeti ve sertleşme üsteli) indentasyon deneyi verilerinden elde edilmiştir. İndentasyon deneyi yük-deplasman eğrisi verisi ile sonlu elemanlar analizi ve boyutsal analiz kullanılarak türetilmiş bir dizi birimsiz fonksiyon elde edilmiştir. Sayısal çözümleme metotlarıyla ve bilgisayar yazılımı yardımıyla sistematik olarak çözülmüştür. İndentasyon deneyi yük-deplasman eğrileri en küçük kareler regresyonu metodu ile bir çift analitik kuvvet kuralı fonksiyonu şeklinde ifade edilmiştir. Daha sonra bu fonksiyonların parametreleri ve türevleri kullanılarak bir dizi birimsiz fonksiyon, Gauss-Jordan ve Newton-Raphson sayısal analiz yöntemleri uygulanarak Microsoft Visual Basic 2008 programlama dilinde geliştirilen bilgisayar programı ile sistematik olarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlar literatürdeki değerler ile karşılaştırılıp bunların doğrulukları belirlenmiştir.

9 VAKUM ARK ERGİTME YÖNTEMİ İLE METAL-TiB 2 KOMPOZİT ÜRETİMİ Onur Korucu, Pınar Külahlı, Kutay Süleyman Türker Danışman: Doç. Dr. Bülent ÖNAY Kompozit malzemeler günümüzde geniş kullanım alanına sahip, özel ürünlerdir. Titanyum Diborür (TiB 2 ) takviyesi kompozit malzemelerin kırılma tokluğu, sertlik gibi mekanik özellikleri önemli ölçüde arttırmaktadır. Bu çalışmada, 316L paslanmaz çelik tozlarına hacimce farklı oranlarda TiB 2 katılmış numunelerin vakum ark ergitme (VAM) yöntemiyle ergitilerek metal matrisli ve partikül takviyeli kompozit numuneler üretilmesi çalışılmıştır. Deneysel çalışmalarda numuneler metal ve TiB 2 tozlarının karıştırılarak preslenmesi ile üretilmiş daha sonra vakum ark fırınında ergitilerek kompozit haline getirilmeye çalışılmıştır. Numunelerin içyapıları SEM ve optik mikroskop ile incelenmiştir. Metal tozlarının ergiyerek TiB 2 tozlarını ıslatabildiği gözlenmiştir. Ayrıca, numuneye uygulanan akımın, numune yerleşiminin, kompozisyonunun ve kalınlığının numunenin VAM yöntemiyle kompozit haline gelmesinde etkili olduğu görülmüştür. Bu çalışmada gerçekleştirilen deneylere benzer uygulamalar metal yüzeyini teknolojik kompozitlerle kaplama, küçük kompozit parçaların üretimi ya da büyük parçaların yüzeyinde istenilen yerlerde küçük bir alanda kompozit yapı oluşturmak amacıyla tercih edilebilir.

10 SERAMİK SIRLARININ GELİŞTİRİLMESİ VE SOL-JEL KAPLAMASI İLE YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ Enis SEVİM, Gürcan GÜL, Murat TEKE Danışman: Doç. Dr. Ali Aydın GÖKTAŞ Bu çalışmanın ana konusu özel seramik sırların geliştirilmesidir. Bu çalışmada seramik karoların üretilmesi, seramik sırları ve sol jel konuları incelenmiştir. Çalışmamızın deney kısmında Sırlı Granit Mat Sır, Monocottura Mat Sır ve Monocottura Parlak Sır reçetelerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Reçeteler geliştirilirken ekonomiklik göz önüne alınarak sırların fiziksel, kimyasal ve yüzeysel özelliklerinin fabrikadaki üretime uygun geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen sırlar üretilebilirlik onayı açısından dilatometre, otoklav, Hardcort, ısıtmalı mikroskop ve diğer fiziksel testlerine tabi tutulmuştur. Daha sonra ise geliştirilen sırların yüzeyine sol jel kaplaması yapılmak suretiyle, yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler: seramik karoların üretimi, seramik sırlar, seramik sırların üretimi, sol-jel

11 PLAZMA ELEKTROLİTİK OKSİTLENME (PEO) METODUYLA AL ALAŞIMININ YÜZEY MODİFİKASYONU Nuri KAÇAR, Mert POYRAZ, Çiğdem UZUNÇELEBİ Danışman: Yrd. Doç. Dr. Uğur MALAYOĞLU Bu çalışmada Alüminyum 2060 alaşımının yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla Deneysel tasarım (taguchi yaklaşımı) yapılarak Plazma Elektrolitik Oksitleme Bu çalışmada Alüminyum 2060 alaşımının yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla Deneysel tasarım (taguchi yaklaşımı) yapılarak Plazma Elektrolitik Oksitleme (PEO) yöntemiyle oksit kaplama yapılmış ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Alüminyum alaşımlarının düşük yoğunluklu, yeryüzünün en çok bulunan metallerinden biri olması gibi özellikleri nedeniyle inşaat, havacılık ve özellikle otomotiv sanayinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Alüminyumun, çeliğe göre yaklaşık 3 kat daha hafif olmasıyla otomobil ve uçak parçalarında kullanılması önemli derecede yakıt tasarrufu sağlamaktadır. Bu yöntem bir elektrolit içerisine daldırılan söz konusu malzeme ve alaşımların plazma kimyası ve elektrokimyasal reaksiyonların etkisi ile oluşan plazma boşalmaları sayesinde yüzeyin kalın, sert, aşınmaya ve korozyona karşı dirençli bir tabaka ile kaplanması esasına dayanmaktadır. PEO işleminin bir diğer avantajı karmaşık yüzey geometrisine sahip parçaların tüm yüzeylerinin homojen bir kalınlıkta kaplanmasına imkân tanımasıdır. PEO çevreye duyarlı, pahalı olmayan, yüzey üzerinde oksit tabakası oluşturularak yüzey modifikasyonu sağlayan bir yöntemdir. Çalışmamızın sonunda Kalite İçin Deney Tasarımı -Taguchi Yaklaşımı- yönteminden yararlanılarak az sayıda deneyle daha geniş sonuçlara ulaşılmıştır. İşlem öncesi ve sonrası numunelerin mikro sertlik, aşınma, ıslatılabilirlik, yüzey pürüzlülüğü ve korozyon testleri yapılmış ayrıca yüzey ve arakesitte Taramalı Elektron Mikroskobu ile elde edilen görüntüler yorumlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Plazma Elektrolitik Oksitlenme (PEO), Alüminyum, Taguchi Deneysel Tasarımı, Korozyon, Aşınma

12 ELEKTRO-EĞİRME YÖNTEMİ İLE NANO FİBERLERİN ÜRETİLMESİ VE YÖNLENDİRİLMESİNİN TASARIMI Oylum ÇOLPANKAN, Mehmet Deniz GÜNEŞ, Ahmet Emir İÇTEN Danışman: Yrd. Doç. Dr. Aylin ALBAYRAK Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle beraber lif teknolojisi de aynı doğrultuda gelişme göstermektedir. Lif üretim teknikleri arasında yer alan elektro-eğirme yöntemi sayesinde küçük çaplı nanolifler üretilmektedir. Ancak bu nanolifler toplayıcı üzerinde rastgele bir dağılım göstermekte ve bu sebeple endüstrideki bazı ihtiyaçlara cevap verememektedir. Bu ihtiyaçlar doğrultusunda rastgele bir dağılım gösteren bu nanoliflerin yönlendirilmesi gerekmektedir. Örneğin yapılan araştırmalara göre doku hücresinde yönlenmiş nanolif kullanımı doku hücresinin daha hızlı büyümesini sağlayarak rastgele dağılım gösteren nanolif kullanımına nazaran avantaj sağlamıştır. Yapılan bu çalışmanın amacı bölümümüzde bulunan elektro-eğirme cihazını modifiye ederek yönlenmiş nanolif üretilmektir. Ayrıca bu projede cihazdaki düzensiz elektrik alam problemini çözmek amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda yönlenmiş nanolif üretebilmek için PVP(poly vinyl pyrrolidone) çözeltisi kullanılarak iki paslanmaz çelik çubuk arasında toplanma sağlanmıştır. Elektrik alanın düzenlenmesi için ise bakır tellerden dört adet halka yapılmış ve bu halkalar birbirine paralel olarak dizilip, yüksek voltaj kaynağına seri bağlanarak bir modifikasyon yapılmıştır. Yönlendirme çalışmalarında yapılan iyileştirmeler sonucunda yönlenme sağlanmıştır. Ancak elektrik alana düzenlemesi için yapılan tasarım, gerekli olan ikinci voltaj kaynağının olmaması sebebiyle uygulamaya konulamamıştır. Anahtar kelimeler: nanolif, elektro-eğirme, nanoliflerin yönlendirilmesi

13 ISLAH ÇELİĞİNDE MUKAVEMET ÖZELLİKLERİNİN MODELLENMESİ VE ISIL İŞLEMLE DEĞİŞİMİ Bahattin GÖKTAŞ, Murat ERÇELİK, Mert ALBAY Danışman: Yrd. Doç. Dr Bahadır UYULGAN Günümüzde ıslah çelikleri grubundan AISI 4140 çeliği makina parçaları imalatında geniş ölçüde kullanılmaktadır. Yapılan literatür taramalarında AISI 4140 çeliğinin aşınma ve mukavemet gerektiren yapılarda kullanımının öne çıktığı tespit edilmiştir. AISI 4140 çeliğinin mukavemet özelliklerinin çeşitli ısıl işlem prosesleri ile arttırılabildiği bilinmektedir. Mukavemet özelliklerinin, ısıl işlemle değişimini incelemek için, değişik su verme ortamlarında ısıl işlemler uygulanmış ve soğuma esnasında sıcaklıklar kaydedilerek, soğuma eğrileri çıkartılmıştır. Sertlik değerleri kaydedilerek mukavemet ile sertlik arasında nasıl bir ilişki olduğu incelenmiştir. Bunlara ek olarak ısıl işlem öncesi ve sonrası numunelerin sertlik taramaları yapılmış ve her bir numuneye çekme testi uygulanmıştır. Deney sonuçları incelenerek karşılaştırılmıştır. Ayrıca numunelerin mikro yapı resimleri alınarak farklı ısıl işlemler sonrası yapıda meydana gelen değişiklikler incelenmiştir.