Kaynaklı 7020 alüminyum alaşımının korozyonlu yorulma ve darbeli aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of corrosion fatigue of welded 7020 aluminum alloy and impact wear behavior
Yazar: İBRAHİM SEMİH TOPCUOĞLU
Danışman: PROF. DR. RECEP SADELER
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
7000 serisi Alüminyum alaşımları yüksek mukavemet özelliklerine sahip olmalarından dolayı, endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu alaşımın kullanıldığı değişik açık deniz yapılarda, yapısal elemanların korozyon ortamında değişken gerilmelere maruz kaldığı bilinmektedir. Çalışmanın birinci kısmında, basamaklı suni yaşlandırma işlemi (two step aging) uygulanmış kaynaklı 7020-TSA numunelerde, taşlama ile tek taraflı kaynak dikişi düzeltilmesinin (toe elimination) yorulma ve korozyonlu yorulma (doğal deniz suyunda) etkisi incelenmiştir. Korozif ortam olarak doğal deniz suyu seçilmiş olup, bütün yorulma testleri R=0 gerilme oranında düzlemsel eğilmeli test cihazında yapılmıştır. Korozyon ortamının hem kaynaklı hem de kaynaksız numunelerde yorulma özelliklerini kötüleştirdiği, tek yüzeye uygulanan taşlama (FG) işleminin özellikle yüksek gerilmelerde kaynaklı parçaların yorulma davranışını önemli ölçüde etkilemediği belirlenmiştir.
Sistematik bir yaklaşım olarak, mekanik veya elektrokimyasal bir etkiyi değerlendirmek için aşınma ve korozyon prosesleri ayrı ayrı incelenir. Mekanik bir sistemde kontakta çarpma enerjisi ile oluşan aşınma hasarı korozif ortamlarda meydana gelebilir. Bu yüzden çalışmanın ikinci kısmında, basamaklı suni yaşlandırma işlemi uygulanmış 7020-TSA numunelere havada ve korozif ortamda (doğal deniz suyu) darbeli aşınma testler yapılarak darbe aşınmasına karşı dirençleri üzerinde ortamın ve basamaklı suni yaşlandırma işleminin etkisi belirlenmiştir. Basamaklı suni yaşlandırma işlemi sertlik değerlerini kayda değer şekilde artırırken, hem hava hem de korozif ortamda darbeli aşınma direncini geliştirici bir etki göstermediği belirlenmiştir. Diğer taraftan, aşınma ve korozyonun eşzamanlı etkisi, malzemenin daha hızlı bozulmasına neden olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
7000 series Aluminum alloys are widely used in industrial applications due to their high strength properties. It is known that structural elements are subject to alternating stresses in the corrosion environment in different open sea structures where this alloy is used. In the first part of the study, the effect of toe elimination applied to one-side of the welded 7020-TSA specimens on fatigue and corrosion fatigue (in natural sea water) was investigated. Natural seawater was chosen as corrosive medium and all fatigue tests were performed on a plane bending tester at the R=0 stress ratio. It has been determined that the corrosion environment worsens the fatigue characteristics of both welded and non-welded samples, and the single-surface grinding (FG) process does not significantly affect the fatigue behavior of the welded parts, especially in high stresses.
As a systematic approach, wear and corrosion processes are examined separately to evaluate a mechanical or electrochemical effect. In a mechanical system, wear damage caused by impact energy in the contact may occur in corrosive environments. For this reason, in the second part of the study, the effect of the environment and two-step artificial aging on the resistance to impact wear were determined by performing impact wear tests in the air and corrosive environment (natural seawater). While two-step artificial aging process significantly increased the hardness values, it has been determined that it does not improve the impact resistance in both air and corrosive environment. On the other hand, the simultaneous effect of wear and corrosion was found to result in faster deterioration of the material.