Alüminyum 2024 sacların sürünme-yaşlandırma şekillendirme prosesindeki geri yaylanma davranışının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of springback behaivor of aa 2024 sheets in creep age forming
Yazar: BAŞARAN BEKİR BAŞPINAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET FATİH AYCAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Geri yaylanma = Springback ; Sürünme = Creep ; Yaşlandırma = Ageing ; Şekil verme yöntemleri = Shaping methods

Özet:
sürünme yaşlandırma şekillendirme prosesi havacılık ve uzay sanayisinde büyük ölçekli kompleks geometrilere sahip panellerin ve entegre panel olarak da bilinen özellikle askeri havacılık uygulamalarında sıklıkla kullanılan entegre yapıların imal edilebileceği ileri imalat yöntemlerinden biridir. Yaşlandırma ısıl işlemi ve şekillendirme prosesi eş zamanlı hibrit bir şekilde gerçekleşmektedir. Elastik yükleme altında gerçekleştirilen proseste plastik deformasyon oluşumu, kalıp konturu ile sınırlandırılan iş parçasının prosesin başından sonuna dek sabit bir gerinim altında tutulması sonucu meydana gelen, gerilim gevşemesiyle mümkün olmaktadır. Yüksek geri yaylanma oranlarının meydana geldiği proseste üretim aşamasındaki en kritik aşama geri yaylanma oranının bilinmesi ve buna uygun kalıp tasarımının gerçekleştirilmesidir. Bu çalışmada 2024 T3 alüminyum alaşımının sürünme yaşlandırma şekil verme prosesi ile T81 temperine yaşlandırılırken eş zamanlı şekillendirilme durumunda farklı sac kalınlığı ve farklı basınç değerlerindeki geri yaylanma davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında havacılıkta yaygın olarak kullanılan 0,810, 1,016, 1,270 ve 1,600 mm kalınlığındaki 2024 T3 sac malzemeler tercih edilmiştir. 2024 T3 temperindeki bir alaşımın T81'e yaşlandırılması için gereken sıcaklık ve süre bilgileri AMS2770'e göre belirlenmiştir. Bu sebeple tüm numuneler 190 °C sıcaklıkta ve 12 saat süreyle sürünme yaşlandırma şekil verme prosesine tabi tutulmuştur. Numuneler 0,6, 0,7, 0,8 ve 0,9 MPa basınç altında şekillendirilmiştir. Kalıp geometrisi, parça ölçüleri, proses süresi ve sıcaklığı gibi parametreler sabit tutulduğunda malzeme kalınlığı arttığında geri yaylanma oranının azaldığı, aynı şekilde diğer parametreler sabitken şekillendirme basıncının artmasıyla geri yaylanma oranının azaldığı deneysel olarak gözlemlenmiştir

Abstract:
The CAF process is one of the advanced manufacturing methods in which panels with large-scale complex geometries can be produced in the aerospace industry and integrated structures, also known as integrated panels, which are frequently used in military aviation applications. The aging heat treatment and the shaping process are carried out simultaneously in a hybrid manner. In the process carried out under elastic loading, the formation of plastic deformation is possible by stress relaxation, which occurs as a result of keeping the workpiece limited by the mold contour under a constant strain from the beginning to the end of the process. In the process where high springback rates occur, the most critical step in the production phase is to know the springback rate and to design the mold accordingly. In this study, the springback behavior of 2024 T3 aluminum alloy at different sheet thickness and different pressure values in the case of simultaneous shaping while aging to T81 temper by CAF process was experimentally investigated. Within the scope of the study, 2024 T3 sheet materials with a thickness of 0,810, 1,016, 1,270 and 1,600 mm, which are widely used in aviation, were preferred. The temperature and time information required for aging an alloy in 2024 T3 temper to T81 have been determined according to AMS2770. For this reason, all samples were subjected to creep aging shaping process at 190 °C for 12 hours. The samples were shaped under pressure of 0,6, 0,7, 0,8 and 0,9 MPa. It has been experimentally observed that when the parameters such as mold geometry, part dimensions, process time and temperature are kept constant, the springback rate decreases when the material thickness increases, and likewise, the springback rate decreases with the increase of the forming pressure while the other parameters are constant.