Çift fazlı çeliklerin derin çekme ile şekillendirilebilirliği ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Formability of dual-phase steels by deep drawing and analysis by finite element method
Yazar: BERAT IŞIK
Danışman: PROF. DR. RECAİ KUŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çift fazlı (DP) çelikler, otomotiv endüstrisinde, uçaklarda, uzay ve havacılık sektöründe, inşaat sektöründe, yapısal mühendislik uygulamalarında, rüzgâr türbinlerinde yaygın kullanılan bir çelik grubudur.  Motorlu araçların trafik kazalarında çarpışma bölgelerinin enerji emilimi ile ağırlıkta azaltma sunarlar. DP çeliklerinin mikroyapıları, ferrit ile martenzit fazlarının kombinasyonundan oluşur. Mikroyapıda sert olan martenzit taneleri mukavemeti sağlarken, sünek yapıdaki ferrit fazı şekillendirilebilirliği sağlar. Bu çalışmada amaç çift fazlı çeliklerin derin çekme kabiliyeti ve sonlu elemanlar (simufact) ile karşılaştırmalı olarak araştırmaktır. Yapılan çalışmada derin çekme kalıbı tasarlanmış ve imalatı yapılmıştır.  Üretilen kalıba 1.20mm kalınlıkta DP1000 çelik levha yerleştirilerek sac metali yerinde tutmak için baskı plakalarına kuvvet uygulanmış derin çekme işlemi gerçekleştirilmiştir. Derin çekme işlemi kalınlık 1,20mm dairesel Ø85-Ø87-Ø89-Ø90 çapında levhalara uygulanmıştır. Derin çekme hidrolik preste v=0,5mm/s hızda, St=30mm strokta uygulanmıştır. Derin çekme işlemi yapılan ve yapılmayan sac levhalarda işlem sırasında boşluk boyunca kalınlık dağılımı, levha yüzeyindeki gerilmeler ve köşelerindeki yer değiştirmeler gibi davranışlar belirlenmiştir. Sonlu elemanlar programı Simufact ile analizi yapılarak, mikro yapı ve mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. V=0,5mm/s hızda, St=30mm strokta DP1000 çelikte derin çekme işleminde ve simufact forming programında yapılan deneyde yırtılma gözlenmemiştir. Mikro Vickers sertlik ölçümünde derin çekilen bölgede esas malzemeye göre sertlik değerlerinin fazla olduğu görülmüştür. Mikro yapıda derin çekilen bölgede esas malzemeye göre tane sınırlarının yer değiştirdiği gözlenmiştir. 
 
Anahtar Kelimeler: Çift fazlı çelik (DP1000), derin çekme kabiliyeti, mikrosertlik, sonlu elemanlar, simufact

Abstract:
Dual phase (DP) steels are a steel group widely used in the automotive industry, aircraft, aerospace and aviation sector, construction sector, structural engineering applications, wind turbines. They provide energy absorption and weight reduction in collision zones of motor vehicles in traffic accidents. The microstructure of DP steels consists of a combination of ferrite and martensite phases. While the hard martensite grains in the microstructure provide strength, the ductile ferrite phase provides formability. The aim of this study is to investigate the deep drawing capability of dual phase steels and comparatively with finite elements (simufact). In the study, a deep drawing die was designed and manufactured. A 1.20 mm thick DP1000 steel plate was placed in the produced die and force was applied to the pressure plates to hold the sheet metal in place and the deep drawing process was performed. The deep drawing process was applied to 1.20 mm thick circular Ø85-Ø87-Ø89-Ø90 diameter plates. Deep drawing was applied in hydraulic press at v=0.5mm/s speed and St=30mm stroke. The behaviors such as thickness distribution along the gap, stresses on the sheet surface and displacements at the corners were determined during the process in the sheet metals with and without deep drawing process. Analysis was performed with the finite element program Simufact, and microstructure and microhardness measurements were performed. No tearing was observed in the experiment performed in the deep drawing process in DP1000 steel at V=0.5mm/s speed and St=30mm stroke and in the simufact forming program. In the micro Vickers hardness measurement, it was observed that the hardness values were higher in the deep drawn region compared to the base material. It was observed that the grain boundaries were displaced in the deep drawn region compared to the base material in the micro structure.

Keywords: Dual phase steel (DP1000), deep drawing ability, microhardness, finite elements, simufact