Toz metalürjisi ile üretilen Tİ6AL4V alaşımının Johnson-Cook akış ve hasar modeli parametrelerinin analiz programları yardımı ile elde edilmesi
Determination of Johnson-Cook flow and damage model parameters of Tİ6AL4V alloy produced by powder metallurgy using an analysis program
Yazar: ADEM ARSLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÇETKİN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan parametreler = Nonlinear parameters ; Kırılma parametreleri = Fracture parameters ; Makine mühendisliği = Mechanical engineering ; Metalik malzemeler = Metallic materials ; Termodinamik parametreler = Thermodynamic parameters ; Yapısal hasar = Structural damage ; Çok parametreli akma bölgesi = Multi-parameter yield zone

Özet:
Akış gerilmesi ve hasar modelleri simülasyon programlarında kullanılan malzemenin farklı sıcaklıklarda ve farklı hızlarda deformasyona uğraması durumunda nasıl cevap vereceğini tanımladığımız matematiksel modellerdir. JC akış ve hasar modeli pratikte en çok kullanılan malzeme modellerinden birisidir. Bu araştırmada, model parametrelerini elde etmek için standartlara uygun olarak hazırlanan farklı çentik oranlarında dairesel formdaki Ti6Al4V alaşımlarına çekme testi uygulanarak gerilme ve gerinme değerleri elde edilmiştir. Kullanılan numuneler toz metalurjisi yöntemiyle dikey katmanlı olarak üretilmiş, üretim sonrası numunelerde oluşan artık gerilmeyi ve çarpılmayı sönümlemek için sabit sıcaklıkta gerilim giderme fırınlarında iki saat bekletilmiştir. Daha sonra fırından çıkarılıp tablalardan ayrılan numunelere CNC tezgahlarında farklı çentik radyüsleri açılmıştır.
Instron 8081 hidrolik yorulma cihazında tek eksenli çekme deneyine tabii tutulan Ti6Al4V alaşımı numunelerden alınan datalar FINDJC programında işlenmiştir. Bu program gerinme gerilme verileri üzerinde matematiksel işlemlerle hem çekme grafiği üzerinden hesaplanan dataları hem de diğer model parametrelerini elde etmek için özel olarak yazılmıştır. Farklı regrasyon ve eğri uydurma algoritmaları kullanılarak yapılan optimizasyon sonucunda JC akış ve hasar model parametreleri elde edilmiştir. Elde edilen parametreler daha önce yapılan diğer çalışmalarla karşılaştırıldığında benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Yapılan bu çalışmada JC akış ve hasar modeli parametrelerine çok daha ekonomik, daha basit test yöntemleri ve daha basit test cihazları kullanılarak ulaşılmıştır.

Abstract:
Flow stress and damage models are mathematical models that define how the material used in simulation programs will respond when deformed at different temperatures and speeds. The JC flow stress and damage model is one of the most commonly used material models in practice. In this research, tensile tests were applied to circular Ti6Al4V alloys with different notch ratios prepared in accordance with the standards in order to obtain model parameters, and stress and strain values were obtained. The samples used were produced as vertical layers by powder metallurgy method and kept in constant temperature stress relief furnaces for two hours to absorb the residual stress and distortion formed in the samples after production. Then, different notch radii were opened on CNC machines for the samples that were removed from the furnace and separated from the tables.
The data obtained from the Ti6Al4V alloy samples subjected to uniaxial tensile test in the Instron 8081 hydraulic fatigue device were processed in the FINDJC program. This program was specially written to obtain both the data calculated from the tensile graph and other model parameters by mathematical operations on the strain stress data. As a result of optimization using different regression and curve fitting algorithms, JC flow stress and damage model parameters were obtained. When the obtained parameters were compared with other previous studies, similar results were obtained. In this study, JC flow stress and damage model parameters were obtained using much more economical, simpler test methods and simpler test devices.