İmplant imalatında kullanılan AISI 316L alaşımının mekanik-tribolojik özellikleri ve talaşlı işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation for the mechanical-tribological properties and machinability of AISI 316L material using in implant production
Yazar: DURMUŞ TEMİZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BEKİR YALÇIN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmada, AISI 316L paslanmaz çeliğinin mekanik, tribolojik özellikleri ve talaşlı işlenebilirliği araştırılmıştır. İmplant imalatında malzeme seçimi ve üretim metodu, implantın ömrü ve performansı bakımından önemlidir. AISI 316L paslanmaz çeliği mükemmel korozyon dayanımından dolayı implant uygulamalarında geniş uygulama alanı bulmuştur. Bu amaçla AISI 316L paslanmaz çeliğinin mekanik ve tribolojik özelliklerini anlamak için, çekme ve mikrosertlik testleri ile birlikte kuru ve Hank's sıvısı (vücut sıvısı ile özdeş) ortamında aşınma testleri yapılmıştır. Deneyler neticesinde, kuru kayma koşullarında bu implant malzemesinde kütle artışı ile birlikte yüksek sürtünme katsayısı ve sürtünme kuvvetleri tespit edilmiştir. Vücut sıvısıyla özdeş sıvısı ortamında sürtünme durumunda kütle kaybı, sürtünme katsayısı ve sürtünme kuvvetlerinde düşüş görülmüştür. Ayrıca, mekanik testlerde de, bu alaşımda 165 HV sertlik ve %51,73 mertebesinde uzamayla yüksek süneklik tayin edilmiştir. İmplantın şekillendirilmesinde, talaşlı imalat metotları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın diğer kısmını kapsayan talaşlı işlenebilirlik testlerinde ise, AISI 316L ostenitik paslanmaz çeliğin kuru şartlarda tornalanabilirliği, farklı kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliği parametrelerine göre, kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü, talaş yapışma eğilimleri ve talaş tipleri değerlendirilerek araştırılmıştır. İşleme deneyi bulgularında, belirlenen aralıklarda kesme hızının esas kesme kuvvetine ve yüzey pürüzlülüğüne etkisinin oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan, ilerleme hızının talaş derinliğine göre esas kesme kuvvetine ve yüzey pürüzlülüğüne etkisinin daha fazla olduğu saptanmıştır. Ayrıca, kesme hızının artmasıyla yığıntı talaş eğiliminde ve elde edilen helisel talaş uzunluğunda azalma gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the mechanical, tribolojical properties and machinability of AISI 316L stainless steel were investigated. The material selection and manufacturing method in implant production is important for implants life and its performance. AISI 316L stainless steel has widely used in implant applications due to its excellent corrosion resistance. For this aim, the tensile and micro hardness tests together with wear tests with dry sliding and inside Hank?s solutions were performed in order to understand the mechanical and tribological properties of AISI 316L stainless steel. In experimental outcome, high mass lose together with friction coefficient and friction forces were determined in dry sliding conditions. Decreasing the mass loses, friction coefficient and friction forces were observed with Hank?s solution friction state. Also, the high ductility was determined with the 165 HV microhardness and 51.73 % strain for the test material in mechanical tests. In implant forming, the machining methods have been widely used. In machinability tests covering the other part of this study, able to dry turning of AISI 316L stainless steel according to changing the cutting parameters is investigated with the evaluation of the main cutting forces, surface roughness, chip adhesion tendencies and chip types. Machining test findings, the effect of cutting speed on the main cutting force and surface roughness was found to be quite low. On the other hand, the effect of cutting speed according to cutting depth on the main cutting force and surface roughness was determined to be more. Moreover, an increase in cutting speed was shown to decrease the built up edge tendency and helical chip length.