Ağır ticari araçlarda alüminyum şasilerinin korozyon davranışlarının iyileştirilmesi
Improving the corrosion behavior of aluminum chassis in heavy commercial vehicles
Yazar: MİRAÇ MUTLU
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alüminyum ve alaşımları, hafiflik, korozyon direnci ve farklı elementlerle alaşımlandırılması yoluyla elde edilen özellikler sayesinde otomotiv endüstrisinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Araçların toplam ağırlığını azaltma ve yakıt verimliliğini artırma amacıyla, şasi bileşenleri, motor blokları, gövde panelleri ve süspansiyon parçaları gibi kritik parçalar, alüminyum alaşımlarından üretilmektedir. Üstün özelliklere sahip olmasının yanı sıra endüstri standartlarını karşılayabilmesi, sürdürülebilirlik ve performansı bir araya getiren etkili bir çözüm sunabilmektedir.
Ekstrüze edilmiş alüminyum alaşımları, işlenebilirlikleri, diğer malzemelerle üretilebilmeleri zor veya imkânsız yapıların uygulanabilme yetenekleri ve üstün güç-ağırlık oranları ile geleneksel malzemelere ve üretim yöntemlerine kıyasla belirgin bir avantaj sağlamaktadır. Alüminyum malzemelerin çok yönlü özellikleri, aynı anda güvenlik, verimlilik ve estetik gibi faktörlere destek verebilerek, otomobil üreticileri için performansı artırmanın yanı sıra sürdürülebilirliği teşvik etmeyi hedefleyen yenilikçi modellerin üretilmesine imkân tanımaktadır ve üreticilerin yaygın olarak tercih ettiği bir seçenek haline gelmektedir.
Çalışmada, ağır ticari araç sektöründe, seri üretimde kullanılan yapı çeliklerine alternatif olarak kullanılabilecek mekanik özellikleri yönünden alternatif ekstrüze alüminyum alaşımı seçimini ele alınmaktadır. Malzeme mekanik özellikleri yanı sıra karayolları taşıtları için önem arz eden korozif davranışlarının belirlenmesi ve uygulanacak kaplama yöntemleri ile davranışlarının iyileştirilmesi üzerine odaklanılmıştır. Ticari olarak hali hazırda çelikler için kullanılan kataforez kaplamanın 6082-T6 alüminyum alaşımına uygulanabilirliği değerlendirilmiştir. Alüminyum alaşımına uygulanan kataforez kaplamasının, şasilerde sıklıkla karşılaşılan, kataforez kaplı çelik ve cıvatalar ile galvanik eşli çalışma durumundaki korozyon davranışları incelenmiştir. Kataforez kaplı 6082-T6 alüminyum ekstrüzyon alaşımı, S500 yapısal çelikleri ve kaplamasız, CrN ve çok katmanlı (CrN/ZrCrN/ZrN) fiziksel buhar biriktirme (FBB) kaplı A304 paslanmaz cıvatalar galvanik olarak eşlenerek, çevrim korozyon deneyi gerçekleştirilmiştir. Korozyon öncesi ve sonrası numunelerin metalografik irdelenmiştir.

Abstract:
Aluminium and its alloys are widely used in the automotive industry due to their light weight, corrosion resistance and properties obtained by alloying with different elements. In order to reduce the total weight of vehicles and increase fuel efficiency, critical parts such as chassis components, engine blocks, body panels and suspension parts are manufactured from aluminium alloys. In addition to having superior properties, its ability to meet industry standards can offer an effective solution that combines sustainability and performance.
Extruded aluminium alloys offer a distinct advantage over conventional materials and production methods due to their machinability, their ability to implement structures that are difficult or impossible to produce with other materials, and their superior strength-to-weight ratio. The versatile properties of aluminium materials can simultaneously support factors such as safety, efficiency and aesthetics, enabling car manufacturers to produce innovative models that aim to improve performance as well as promote sustainability, and are becoming a widely preferred option for manufacturers.
The study deals with the selection of an alternative extruded aluminium alloy in terms of mechanical properties that can be used as an alternative to structural steels used in mass production in the heavy commercial vehicle sector. In addition to the mechanical properties of the material, the focus is on determining the corrosive behaviour of the material, which is important for highway vehicles, and improving its behaviour with the coating methods to be applied. The applicability of cataphoresis coating, which is currently used commercially for steels, to 6082-T6 aluminium alloy is evaluated. The corrosion behaviour of the cataphoresis coating applied to the aluminium alloy was investigated in galvanic co-operation with cataphoresis coated steel and bolts, which are frequently encountered in chassis. Cataphoresis coated 6082-T6 aluminium extrusion alloy, S500 structural steels and uncoated, CrN and multi layer (CrN/ZrCrN/ZrN) physical vapour deposition (PVD) coated A304 stainless bolts were galvanically coupled and then, cycle corrosion tests were carried out. Metallographic analyses of the specimens were carried out before and after corrosion test.