Havacılıkta kullanılan özel alaşım titanyum malzemelere uygulanan bilyalı dövme işleminin etkisinin incelenmesi
Special alloy titanium used in aviation shot peen process applied to materials study of its effect
Yazar: OĞUZHAN SEZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP TAŞLIÇUKUR ÖZTÜRK
İstanbul Gedik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Savunma Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Aşınma = Wear ; Bilyalı dövme = Shot peening ; Havacılık = Aviation ; Havacılık endüstrisi = Aviation industry ; Yüzey aşınması = Surface wear ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Havacılık  sanayisinde  kompozit  malzemelerin  kullanımları  her  ne  kadar  artış 
gösterse  de  metalik  malzemeleri  kullanımı  belirli  istenilen  yerlerde  kullanılmaya 
devam  etmektedir.  Bu  kullanım  yüksek  basınç,  yüksek  kuvvet  altına  maruz  kalma 
veya  ani  kuvvetlere  maruz  kalma  olarak  kompozit  malzemelerin  kullanımın 
istenmediği  yerlerde  metalik  malzemeye  yöneltmektedir.  Metalik  malzemelerin 
kendine has avantaj ve dezavantaj özellikleri göz önünde bulundurulduğunda metal 
malzemeleri  yorulması  sorunu  kontrolü  zorlaştırmaktadır.  Bu  yorulma  kuvvetine 
maruz  kalan  malzemelerin  ömür  hesabı  yapılması  zaman  zaman  mümkün 
olmamaktadır.  Metalik  malzemeler  kendi  iç  yapılarına  göre  belirli  bir  sertlik  ve 
yorulma  dayanımları  olsa  da  yüzey  işlemleri  veya  ısıl  işlemler  gibi  yöntemler 
ihtiyaca yönelik yöntemler ortaya çıkmıştır. Bu yöntemlerden bir tanesi olan bilyalı 
dövme  metalik  malzemelerin  yüzey  sertlik  seviyelerini  yükselttiği  gibi,  malzeme 
yapısında da değişikliklere sebep olmaktadır. Bu çalışmada Boeing 737 uçağının iniş 
takımlarının  iç  aksamında  bulunan  titanyum  alaşım  malzemesinin  belirli 
parametrelerinin  sabit  tutularak  dövme  işleminin  gözlemlenmesi  ve  bilyalı  dövme 
sonrasında belirli sabit değerler ile aşınma testi yapılması amaçlanmıştır.
Bu çalışmada bilyalı dövme işleminde  kontrollü olarak değiştirilen basınç değerinin 
bilyalı  dövme  işlemindeki  malzeme  üzerinde  oluşturduğu  etkileri  ele  alınmaktadır. 
Üç farklı basınç değerinde uygulanan bilyalı dövme işlemi sonucu titanyum alaşım 
malzemenin  (Ti-4Al-6V)  sertlik,  yüzey  pürüzlülük  testi,  aşındırma  testi  yapılmış 
olup  mikro  yapısı  optik  mikroskop  ve  taramalı  elektron  mikroskobu  (  SEM  )ile 
incelenmiştir.
Malzemeler  Kale  Havacılık  Sanayi  A.Ş.   Seri  imalat  bölümünden  hurda 
malzemelerden seçilmiştir. Kale Havacılık Sanayi A.Ş. Seri  İmalat bölümü, Kalite 
Güvence  bölümü  ve  Özel  Prosesler  Bölümünde  mikroyapı  analizi  için  titanyum 
alaşımı  kimyasal  dağlama  işlemine  tabi  tutulmuştur.  Aşındırma  testi  ve  optik 
mikroskop  görüntüleri  Milli  Savunma  Üniversitesi  Deniz  Harp  Okulu  Makine 
Mühendisliği  Bölümü  laboratuvarlarında,  taramalı  elektron  mikroskobu  görüntüsü 
Doğuş Üniversitesi Makine İleri Teknolojiler laboratuvarında alınmıştır.

Abstract:
Although the use of composite materials in aviation industry has increased, the use of 
metallic  materials  continues  to  be  used  in  certain  desired  locations.  This  use  is 
directed  to  metallic  material  where  the  use  of  composite  materials  is  undesirable, 
such  as  high  pressure,  exposure  to  high  force,  or  exposure  to  sudden  forces. 
Considering  the  unique  advantages  and  disadvantages  of  metallic  materials,  the 
problem of fatigue of metal materials makes it difficult to control. It is not possible to 
calculate  the  life  of  the  materials  exposed  to  this  fatigue  force  from  time  to  time. 
Although metallic materials have a certain hardness and fatigue strength according to 
their internal structure, methods such as surface treatments or heat treatments have 
emerged  to  address  the  need.  Shot  peening  ,  one  of  these  methods,  increases  the 
surface hardness levels of metallic materials and also causes changes in the material 
structure.  In  this  study,  it  was  aimed  to  observe  the  forging  process  by  keeping 
certain  parameters  of  the  titanium  alloy  material  in  the  interior  assembly  of  the 
landing gear of the Boeing 737 aircraft fixed and to perform wear testing with certain 
fixed values after the ball forging.
In  this study, the effects of controlled changing pressure in  shot peening  process on
material in shot peening  process are discussed. The hardness, surface roughness test, 
etching test of titanium alloy material ( Ti-4Al-6V) was performed as a result of ball
forging process applied at three different pressure values and its microstructure  was 
examined with optical microscope and scanning electron microscope ( SEM).
The  materials  was  selected  from  scrap  materials  from  the  serial  manufacturing 
department of Kale Aviation Industries. Kale Aviation Industries  Titanium alloy has 
been  subjected  to  chemical  etching  for  microstructure  analysis  in  the  series 
Manufacturing Division, Quality Assurance Division  and special Processes division. 
The etching test and optical  microscope images were taken in the laboratories of the 
Department of Mechanical Engineering of the Naval Warfare School of the National 
Defense  University  and  the  scanning  electron  microscope  image  was  taken  in  the 
Laboratory of Advanced Technologies of machinery of Dogus University.