Av ve spor tüfekleri için kritik parçaların hasar analizi
Failure analysis of critical parts for hunting and sport guns
Yazar: HATİCE VAROL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA REŞİT USAL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Hasar analizi = Damage analysis ; Isıl işlem = Heat treatment

Özet:
Av ve spor amaçlı tüfeklerde en fazla darbe şeklinde yüke maruz kalan parçalar hasara uğramaktadırlar. İmal edilen tüfeklerin kritik parçalarında meydana gelen hasarın nedeninin uygulanan yanlış ısıl işlemlerden kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu çalışmanın amacı av ve spor amaçlı imal edilen tüfeklerde kritik bazı parçalarda meydana gelen erken bu hasarın önlenmesi ve kalitenin artırılması için yapılabilecek uygun ısıl işlemleri ve tasarım düzeltmelerini yapmaktır. Bu amaçla; kritik parçalar içinde en fazla sorun yaşanan kilit parçası üzerinde çalışma yoğunlaştırılmıştır. Dünya genelinde tüfek imalatçılarının bu tür parçaların imalatında kullandıkları malzemeler genellikle AISI 4140 ve/veya AISI 4340 düşük alaşımlı çeliklerdir. Bundan dolayı bu çalışmada da bu malzemeler ile daha ucuz olan AISI 1040 ve AISI 1050 çelikleri seçilerek uygun ısıl işlem parametreleri uygulanarak mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Her bir malzeme grubu için en uygun ısıl işlem parametrelerini belirlemek için mekanik deneyler yapılmıştır. Isıl işlem uygulanan aday malzemeler daha sonra çekme, üç noktadan eğme, çentik darbe ve sertlik deneyleri uygulanıp, kırık yüzeyleri metalografik incelemeye tabi tutulmuşlardır. Deney sonuçlarından dayanım ve darbe direnci açısından AISI 4340 çeliğinin en uygun malzeme olduğu ve optimum ısıl işlem parametrelerinin normalize işlemini takiben yağda sertleştirme ve daha sonra 500ºC sıcaklıkta temperleme olarak bulunmuştur. Bunun yanı sıra sistemin bütünün izin verdiği oranda tasarım iyileştirilmesi yapılıp; ANSYS paket programı kullanılarak meydana gelen yeni geometrinin gerilme analizleri ve gerilme yığılması incelemeleri yapılmıştır. Mekanik deney numunelerinin kırık yüzeyi incelemeleri yapılarak mekanik deney sonuçları ile metalografik incelemelerden elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirilerek en uygun malzemenin AISI4340 çeliği olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The most critical parts work under shock failured on sport and hunting guns. It is considered that the most important reason for failure of critical parts of manufactured guns are improper heat treatment conditions. The aim of this experimental study is to prevent unexpected failures of some important critical parts of sport and hunting guns and increasing critical parts manufactured quality by determining adequate heat treatment conditions and by making beter design of aparts. Because of this reason the study is concentrated on the one of the most critical parts of guns called padlock. Gun manufacturers mostly use the AISI 4140 and/or AISI 4340 low alloyed steels as padlock materials worldwide. That is why these steels and AISI 1040 and AISI 1050 plain carbon steels cheaper than others were chosen as a candidate materials for manufacturing of padlock part. It is aimed to chose proper heat treatment conditions for four group candidate steel materials for increasing mechanical properties. To determine the most convenient heat treatment parameters for four group of steels mechanical tets were applied heta treated specimens. Tensile tets, hardness tests, notched-impact tests and notched-bending tests were carried out and fractographic investigation of fractured surfaces of specimens. Using test results, it is concluded that the most convenient material for padlock part is AISI 4340 steel and optimum heat treatment parameters fort his steel is Normalising + oil quenching + tempering at 500 ºC. Besides that numerical solutions were made by ANSYS for beter design of padlock as far as the working place gives changing opportunity for part shape and dimensions. Stres intensity and stres analysis were carried out to the new designed padlock. Mechanical test results and fracture surface analysis were turned to account to decide for proper material. As aresult, it is concluded that AISI 4340 steel is the most convenient material for padlock of sport and hunting guns.