Girdap akımları yöntemi ile çelik dövme otomotiv parçalarında ısıl işlem sonrası yapısal test uygulamaları
Structural test applications by eddy current test method in steel forged automobile components after heat treatment
Yazar: HASAN YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. MURAT VURAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Eddy akımları = Eddy currents ; Isıl işlem = Heat treatment ; Tahribatsız muayene = Nondestructive inspection

Özet:
Isıl işlem üretim sürecinin çok kritik bir bölümüdür. İçyapı, sertlik ve sertlik derinliği gibi malzeme özellikleri ısıl işlem prosesleri tarafından belirlenmekte ve çeşitlilik göstermektedir. Isıl işlem proseslerinin sonuçları birçok parametre tarafından etkilenmektedir. Bu parametreler işlem sırasında sabit değerlerde tutulmalı ve dış etkiler bertaraf edilmelidir.Isıl işlem görmüş malzemeleri kontrol etmek için masraflı ve zaman alıcı analizlerin yapılması gerekmektedir. Genellikle tahribatlı olarak uygulanan, yüksek maliyetli ve uzun süreli laboratuar çalışması gerektiren bu analizler seri üretimde problemler yaratmaktadır. Bu yüzden prosesler, hızlı, güvenilir ve basit olan %100 malzeme, içyapı ve sertlik testleri gerektirmektedir. Uygulanan teknoloji maksimum güvenlik ihtiyaçlarını karşılamalı, modern ve ekonomik olmalıdır.Girdap akımı test sistemleri kullanılarak bu maliyetler oldukça azaltılabilir. Bu sistemlerle test sonuçları anında elde edilmektedir. Özellikle Çoklu Frekans Teknolojisi kullanan sistemler her parçanın doğruluğunu kontrol etmekte ve beklenmedik hataları da güvenli bir şekilde tespit edebilmektedir. Otomatik üretim hattına entegre edilebilen bu sistemler, bağımsız olarak da kullanılabilmektedir.Otomotiv sektörü, emniyet parçalarının ısıl işlemlerinin %100 kontrol edilmesini istemektedir. Bu çalışmada, değişik ısıl işlem proseslerine tabi tutulmuş C45R kalite malzemeden imal edilmiş çelik dövme otomotiv ön takım parçalarının ve karışmış malzemelerin muayenesinde girdap akımları yöntemi kullanmıştır. Teorik çalışmaların ardından girdap akımı uygulamaları için deney düzenekleri hazırlanmış ve parametre optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Otomotiv sektöründe bir sıcak dövme tesisinde çalışmak üzere otomatik test ayırım sistemi dizayn edilmiştir. Çalışmada, girdap akımları test yönteminin hem çelik dövme otomotiv ön takım parçalarının ısıl işlem farklılıklarının algılanmasında ve uygun olmayan malzemelerin sistem dışına atılmasında, hem de karışmış malzemelerin sorunsuz bir şekilde ayrılmasında rahatlıkla kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Heat treatment is a very critical part of the production process. Parts properties; that are structure, hardness or case depth, which are determined by the heat treatment process, are subject to variation. Too many parameters influence the results of the heat treatment process. A lot of process parameters must be kept at a constant level and external influences have to be excluded.In order to monitor the treated components cost and time consuming material analyses must be applied. Generally, these analyses which are carried out destructively, are costly and incur delay in a laboratory and cause problems in continuous production. Therefore processes have to include the conducting of 100% material, structure and hardening tests on a fast, reliable and simple basis. The technology applied must be the latest state of art; it must comply with maximum safety requirements and be very economical.These high costs are considerably reduced by using eddy current test systems and furthermore immediate test results are secured. The eddy current test instruments, especially using Multi-Frequency Technology, verify each part?s conformance and also unexpected failures are reliably detected. These instruments are best suited for integration in automatic production lines and can also used as stand-alone device.Automobile manufacturers require %100 test of heat treatment for safety components. In this project, steel forged automobile components which are heat-treated in different conditions and made from C45R steel and mixed materials are applied to eddy current tests. After theoretical studies, experimental setups are prepared for eddy current applications and parameter optimizations are realized. An automatic sorting test system is designed for a hot forging company that works for automotive industry. It has shown that eddy current tests can be applied to sense the differences occur in steel forged automotive components by reason of variations in heat treatment conditions and put rejected parts out of production; and also sorting mixed materials without any problem.