Alodin kaplanmış Al-5083 zırh alaşımının mekanik ve düşük hızlı darbe özelliğinin incelenmesi
Investigation of mechanical and low velocity impact properties of alodine coated Al-5083 armor alloy
Yazar: HASAN BÜYÜKKOÇ
Danışman: PROF. DR. ALİ KAYA GÜR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Alodin kaplama = Alodin coating ; Alüminyum = Aluminum ; Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Alüminyum bazlı alaşımlar = Aluminum based alloys ; Kaplama = Coating ; Kaplama malzemeleri = Coating materials ; Kromat = Chromate ; Savunma endüstrisi = Defence industry ; Zırh = Armour

Özet:
Askeri alandaki birçok araç ve ekipman zor şartlar altında faaliyet göstermektedir ve bu şartlar altında maksimum verimlilik sağlanmak amacıyla birçok AR-GE çalışması yapılmaktadır. Günümüzde halen geliştirilmekte olan yüzey kaplama işlemleri bunlardan birisidir. Araçların veya ekipmanların tuzlu su, nem, kar, sıcak, soğuk, kum ve arazi şartlarına uygun olması gerekmektedir. Bundan dolayı savunma sanayinde hizmet veren firmaların birçoğu ürünlerinde boya öncesinde veya nihai ürün aşamasında yüzey kaplama işlemleri uygular. Bu alanda genel olarak; alodin kaplama, eloksal kaplama veya çinko-nikel kaplama tercih edilir. Kullanılan malzemenin cinsine göre ve parçanın çalışacağı ortam koşulları göz önünde bulundurularak tasarım tarafından uygun bulunan kaplama prosesi parça üzerine uygulanır.

Bu çalışmada, deney parçası olarak altı adet alüminyum 5083 H321 malzeme kullanıldı. Kaplama esnasında tüm proses, sıcaklık ve pH gibi değerler sabit tutuldu ve sadece alodin tankında bekleme süreleri değiştirildi. Sonrasında boyama işlemi yapıldı ve deney parçaları teste alındı.
Test esnasında farklı sürelerde alodin tankında bekleyen parçalarda ilk göze çarpan renk tonları olurken bunun yanı sıra elektrik iletkenlikleri, boya yapışma kabiliyetleri, yüzey pürüzlülüğü, malzeme üzerindeki kaplama kalınları, SEM EDS analizi ve işlemleri ve nihai olarak düşük hızlı düşürme testi yapılarak balistik sonuçlara etkisi analiz edildi. Elektrik iletkenlikleri arasında benzer değerler bulunurken boya yapışma kabiliyetinde en iyi sonucu 45sn olan parça verdi.

Kaplamadaki bekletilme süresi arttıkça yüzey pürüzlülüğünde de artışlar gözlemlendi. Bekletilme süresinin malzeme kalınlığında herhangi bir değişikliğe sebep olmadığı anlaşılırken M6 ve M10 dişlerde 0sn, 15sn, 45sn, 90sn sürelerde dişlerin gayet iyi çalıştığı fakat 240sn ve 600sn sürelerinde dişlerin çalışmasında negatif yönde bir etki yarattığı gözlemlenmiştir. Kaplama sürelerinin balistik incelemelere etkisinin olduğu görüldü.

Abstract:
Many vehicles and equipment in the military field operate under difficult conditions and many R&D studies are carried out in order to ensure maximum efficiency under these conditions. Surface coating processes that are still being developed today are one of them. Vehicles or equipment must be suitable for salt water, humidity, snow, hot, cold, sand and terrain conditions. Therefore, many of the companies serving in the defense industry apply surface coating processes on their products before painting or at the final product stage. In this field in general; Allodyne coating, anodized coating or zinc-nickel coating are preferred. According to the type of material used and considering the ambient conditions in which the part will operate, the coating process, which is found appropriate by the design, is applied on the part.

In this study, six aluminum 5083 H321 materials were used as test pieces. During the coating process, values such as temperature and pH were kept constant and only the waiting times in the allodyne tank were changed. Afterwards, the dyeing process was performed and the test pieces were put to the test.

During the test, the first noticeable color tones were observed on the parts waiting in the allodyne tank at different times, as well as electrical conductivity, paint adhesion capabilities, surface roughness, coating thickness on the material, SEM EDS analysis and processes and finally the low speed drop test was performed and the effect on the ballistic results was analyzed. . While similar values were found between their electrical conductivity, the piece with the best paint adhesion ability of 45 seconds gave the best result. As the waiting time in the coating increased, an increase in the surface roughness was also observed. While it was understood that the waiting time did not cause any change in the material thickness, it was observed that the teeth worked well in 0sec, 15sec, 45sec, 90sec times in M6 and M10 teeth, but it had a negative effect on the operation of the teeth in 240s and 600sec. It was observed that coating times had an effect on ballistic examinations.