Sürtünme kaynağı ile birleştirilen paslanmaz ve ıslah çeliklerinin mekanik ve mikroyapılarının araştırılması
Investigation of the mechanical and microstructure of stainless and stainless steels joined by friction welded
Yazar: SİNAN BİNİCİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EDİP ÇETKİN
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sürtünme kaynağı; sürtünme süresi, sürtünme basıncı, dönme devri, yığma basıncı ve yığma süresi parametreleri kullanılarak birleştirilmesi zor veya mümkün olmayan iki farklı veya aynı türden malzemenin birleştirmesinde kullanılan bir kaynak yöntemidir. Yapılan çalışmada, AISI 316L paslanmaz çeliği ile AISI 4340 ıslah çeliği, sürtünme kaynağı yöntemi ile 3 farklı dönme devri (2000, 2200, 2400 dev/dak) ve 3 farklı sürtünme süresi (3, 5, 7 sn) parametreleri kullanılarak birleştirilmiştir. Kaynak parametrelerin birleşmeler üzerindeki etkilerini belirlemek için mekanik testler ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Ayrıca numunelerin flanş çaplarındaki artış ve boyca kısalma değişimleri de ölçülmüştür. Çalışma sonucunda; kaynaklı numunelerin makro ve mikro görüntüleri incelendiğinde kaynaklı birleşmelerde herhangi bir boşluklu yapı gözlemlenmemiştir. Flanş çapı ve boyca kısalma değişimi, en yüksek devir ve en yüksek sürtünme süresi ile yapılan birleştirmede meydana gelmiştir. En yüksek flanş çapı 19.44 mm ve en fazla boyca kısalma 6.12 mm olarak ölçülmüştür.  Mikrosertlik değerleri; sürtünme süresi ve dönme devrine paralel olarak artmıştır. Numunelerin tamamı içerisinde en yüksek mikrosertlik değeri 771,9 HV ve en düşük mikrosertlik değeri 673 HV olarak ölçülmüştür. Sürtünme süresinin minimum ve dönme devrinin maksimum olduğu numunede çekme testi en iyi sonucu vermiştir. Maksimum çekme kuvveti 45726,56 N ve maksimum uzama miktarı 14,532 mm olarak ölçülmüştür. Maksimum burulma torku 84,96 Nm ve maksimum burulma açısı 1850,700 olarak ölçülmüş, böylece en fazla sürtünme süresi ve en az dönme devrinde burulma testi sonuçları içerisinde optimum sonuca ulaşılmıştır.

Abstract:
Friction welding is a welding method used to join two different or same types of materials that are difficult or impossible to join by using friction time, friction pressure, rotational speed, forging pressure and forging time parameters. In the study, AISI 316L stainless steel and AISI 4340 tempered steel were combined by friction welding method using 3 different rotational speeds (2000, 2200, 2400 rpm) and 3 different friction time (3, 5, 7 sec) parameters. Mechanical tests and microstructural studies were carried out to determine the effects of welding parameters on the joints. In addition, the increase in flange diameters and shortening changes in length were also measured. In the results of study, when the macro and micro images of the welded samples were examined, no hollow structure was observed in the welded joints. The flange diameter and shortening variation occurred in the coupling with the highest speed and the highest friction time. The maximum flange diameter was 19.44 mm and the maximum shortening was 6.12 mm. Microhardness values; increased in parallel with friction time and rotational speed. Among all the samples, the highest microhardness value was measured as 771.9 HV and the lowest microhardness value was measured as 673 HV. The tensile test gave the best results in the sample where the friction time is minimum and the rotation speed is maximum. The maximum tensile force was 45726.56 N and the maximum elongation was measured as 14.532 mm. The maximum torsion torque was measured as 84.96 Nm and the maximum torsion angle was 1850.700, thus the optimum result was achieved within the torsion test results at the maximum friction time and minimum friction speed.