Eşit kanal açısal yoğunlaşma/presleme (EKAY/EKAP) yöntemi ile alüminyum tozlarda ince taneli yapıların üretilmesi ve bu malzemelerin deformasyonu
Production of fine grained structures in aluminum powders by equal channel angular densification/pressing method and deformation behaviour of this material
Yazar: MELİH TURAN İPEKÇİ
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN TEKELİ ; YRD. DOÇ. DR. ÇETİN KARATAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Deformasyon = Deformation ; Deformasyon parametreleri = Deformation parameters ; Plastik deformasyon = Plastic deformation ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bu çalışmada, toz metalurjisi ile üretilen alüminyum tozlarına, hidrolik pres bağlantılı ısıl işlem fırınında Eşit Kanal Açısal Yoğunlaşma/Presleme (EKAY/EKAP) yöntemi uygulanarak, çok düşük sıcaklıklarda ince taneli ve yüksek yoğunluklu malzemelerin üretilmesi ve bunların deformasyon özellikleri araştırılmıştır.EKAY/EKAP işlemleri; 90º'lik kanal açılı, yüksek tokluğa sahip bir kalıp kullanılarak, oda sıcaklığı, 50ºC, 100ºC ve 200ºC sabit kalıp sıcaklıklarında, farklı geçiş sayılarında, 1mm.s-1 pres zımbası ilerleme hızında ve rota C kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerden çekme test numuneleri hazırlanmış ve bu numuneler (10-3 s-1) hızında oda sıcaklığında çekme testlerine tabi tutulmuştur. Alüminyum tozlardan EKAY/EKAP ile üretilen numunelerden elde edilen sonuçları EKAY/EKAP yapılmadan üretilen numunelerle karşılaştırmak için kalıp içerisinde farklı sıcaklıklarda (200ºC, 100ºC ve 50ºC) alüminyum tozlardan numuneler üretilmiştir. Üretilen bu numuneler de aynı deformasyon şartlarında teste tabi tutulmuş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapı, işlem, özellik ilişkileri arasında bağlantı kurabilmek için üretilen numunelerin mikroyapısal kareterizasyonu, Taramalı Elekton Mikroskobu (SEM) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak yapılmıştır.Sonuç olarak; alüminyum tozların EKAY/EKAP'ı ile oldukça yüksek mekanik özelliklere (yüksek yoğunluklu, ince taneli yapı, yüksek dayanım, yüksek sertlik) sahip malzemelerin elde edildiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler :Eşit Kanal Açısal Yoğunlaşma/ Presleme (EKAY/EKAP), Toz Metalurjisi, Alüminyum Tozlar, İnce Taneli Yapı, Mikroyapısal Karekterizasyon

Abstract:
In this study, aluminum powders produced by powder metallurgy are consolidated to high density with ultra-fine grained structure at very low temperatures by Equal Channel Angular Densification/Pressing (ECAD/ECAP) processes in a furnace with hidrolic press. Also deformation capabilities of this material have been investigated.The ECAD/ECAP processes have been carried out using route C at various temparatures (50ºC, 100ºC, 200ºC and room temparature) and pass number as well as press punch speed of 1mm.s-1 in a special mould which has high toughness. The tensile test specimens were prepared from the bulk materials produced by ECAD/ECAP processes. Then, tensile tests were conducted at10-3 s-1 strain rate and room temperature. For comparison, aluminum powders were also consolidated in a mould without ECAD/ECAP process at the same temperatures (200ºC, 100ºC ve 50ºC) and then these specimens were also tested at the same ECAD/ECAP and deformation conditions. Eventually, obtained results were compared. The relationship between structure, process and properties are linked. For this, microstructural characterization (grain size measurement, grain shape, grain boundary angle misorientation) was conducted using transmission (TEM) and scanning electron microscopies (SEM).As a result, the ECAD/ECAP process was shown to provide an effective method for producing materials which have high mechanical properties (high density, ultra fine grained, high strength, high hardness) compared to the results of unECAD/ECAPed samples.Key Words :Equal Channel Angular Densification/Pressing (ECAD/ECAP), Powder Metallurgy, Aluminum Powders, Fine-Grained Structure, Microstructural Characterization