15-5PH sac malzemelerde farklı sıcaklıkların şekillendirilebilirliğe etkisinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of the effect of various temperatures on formability in 15-5PH sheet materials
Yazar: ALİ HAYDAR ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM KARAAĞAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies ; Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
Bu çalışmada çökelme ile sertleştirilebilir 15-5 PH paslanmaz çelik sac malzemeye, farklı sıcaklıklarda uygulanan yaşlandırma ısıl işleminin, malzemenin mekanik özelliklerine, mikroyapısına ve V bükme ile şekillendirilebilirliğine etkileri araştırılmıştır. Gerçekleştirilen deneylerde Kondisyon A (Con A) 15-5 PH sac malzemesi 482 °C sıcaklıkta 60 dakika, 552 °C ve 621 °C sıcaklıklarda 240 dakika yaşlandırma ısıl işlemine tabi tutulmuş ve fırın içerisinde soğutma işlemi uygulanmıştır. Yapılan işlem sonrası H900, H1025 ve H1150 kondisyonları elde edilmiştir. Geleneksel çökelme sertleşmesi işleminde uygulanan hava ile soğutma yerine fırın içerisinde yapılan soğutma ile elde edilen numunelerin mekanik değerlerinin havada soğutma ile elde edilen mekanik değerlere göre %8 ila %10 oranında fazla olduğu gözlemlenmiştir. Uygulanan ısıl işlem sonrası malzemelerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve çökelme sertleşmesi ile martenzitik oluşumun gerçekleştiği numunelerin hedeflenen kondisyonlara ulaştığı tespit edilmiştir. Isıl işlem uygulanan deney numuneleri V bükme ile şekillendirilebilirlik açısından incelenmiş ve 2, 4, 6 mm zımba uç radyusları (R) ve 15°, 30°, 45°, 60° ve 75° açılı kalıplarda 0-10 sn. ütüleme süresi uygulanarak şekillendirilebilirliği incelenmiştir. Bilgisayarlı koordinat ölçüm cihazı (CMM) yardımıyla numunelerin geri esneme değerleri ölçülmüştür. Con A'da 75° kırılarak bükülemeyen malzemelerin fırın içinde soğutma işlemi sonucunda tüm kondisyonlarda ve tüm açılarda sorunsuz şekillendirildiği belirlenmiştir. Artan yaşlandırma sıcaklığına bağlı olarak mekanik özelliklerdeki değişimler sebebiyle geri esneme açılarında azalma tespit edilmiştir. En yüksek geri esneme değeri, en yüksek mekanik özelliklere sahip H900 kondisyonda 75° bükme kalıbında 10,948° olarak elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of aging heat treatment applied at different temperatures to precipitation hardenable 15-5 PH stainless steel sheet material on the mechanical properties, microstructure and formability of the material by V bending were investigated. In the experiments carried out, Condition (Con A) 15-5 PH sheet material was subjected to aging heat treatment for 60 and 240 min. at temperatures of 482, 552 and 621°C, respectively, and cooling process was applied in the furnace. After the procedure, H900, H1025 and H1150 conditions were obtained. It was observed that the mechanical values of the samples obtained by cooling in the furnace instead of the air cooling applied in the traditional precipitation process were 8%-10% higher than the mechanical values obtained by air cooling. After the applied heat treatment, the microstructures of the materials were analysed by scanning electron microscopy (SEM) and it was seen that martensitic formation occurred with precipitation hardening and samples matching the mechanical values reached the targeted conditions. Samples were examined for formability by V bending and experiments were performed with (R) 2, 4, 6 mm punch tip radii and 15°, 30°, 45°, 60°, 75° angle dies with 2 repetitions by applying 0-10 sec. holding time. The spring back values of the samples were measured with the coordinate measuring machine (CMM). Although samples were broken at 75° for Con A, all conditions and at all angles were shaped smoothly in as a result of the cooling process of the materials in the furnace. A decrease in the spring back angles has been seen due to changes in mechanical properties caused increasing aging temperature. The highest spring back value was seen as 10.948° in a 75° bending die in H900 condition with the highest mechanical properties.