Kritik tüfek parçalarında malzeme ve ısıl işlem kaynaklı hasarlar ve giderilmesi
Heat treatment and materials based failures of critical shotgun parts and its preventation
Yazar: MEHTAP KUZU
Danışman: PROF. DR. REMZİ VAROL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Av tüfeği = Shotgun ; Isıl işlem = Heat treatment ; Mekanik özellikler = Mechanical properties

Özet:
Bu tez çalışmasında yivsiz av ve spor tüfeklerinde kullanılan ve mekanizmanın çalışmasında kritik rol oynayan bazı silah parçalarında kullanılan AISI 420, AISI 8620 ve AISI 4140 malzemelerinin mekanik özelliklerinin ısıl işlem uygulanarak iyileştirilmesi amaçlandı. Bu malzemeler savunma, otomotiv, havacılık, madencilik, inşaat ve tarım gibi birçok alanda çok yaygın kullanılmaktadır. Av ve spor tüfeklerinde kullanılan, sıcaklık ve basınca maruz kalan kritik parçalarda malzemenin uygun olmayan mikro yapısı ve uygulanan ısıl işlemlerin optimize edilmemiş olmasından kaynaklanan hasarlar meydana gelebilmektedir.  Isıl işlem yapılırken uygulanan işlem parametrelerinde yapılacak yanlış seçimler kritik parçalarda erken hasara neden olduğundan optimum ısıl işlem parametrelerinin belirlenmesi, parçaların ve dolayısıyla tüfeklerin kullanım ömrü üzerinde doğrudan etkilidir. Bu çalışmada pratikte karşılaşılan, imal edilmiş ve montajı yapılmış parçaların kullanımları esnasında kırılarak hasara uğraması gibi sorunlar ele alındı ve bu hataların önüne geçilmesi için uygulanacak ısıl işlemlerin optimizasyonuna çalışıldı. Yapılan çalışmalar için talaşlı imalatla üretilen numunelere ve parçalara belirlenen ısıl işlemler yapılmış olup, av tüfeklerinde kullanılan bu parçaların dinamik yükler altında davranışlarını incelemek, yorulma dayanımını artırmak, malzemenin mekanik ve mikro yapı özelliklerini geliştirmek üzere deneyler yapıldı ve elde edilen veriler karşılaştırıldı. Çalışmada hazırlanan standart numunelerin ısıl işlemli ve ısıl işlemsiz olarak sertlik ölçümleri, çentik darbe ve çekme deneyleri gerçekleştirildi ve kırık yüzey incelemeleri yapıldı. Elde edilen sonuçlar, ısıl işlemin parçaların mekanik özelliklerini önemli ölçüde geliştirdiğini ve optimal parametrelerin belirlenmesiyle malzemenin genel performansını artırılabileceğini gösterdi. Bu tezdeki veriler seçilen malzemelerin ısıl işlemleri için bilgiler sunmaktadır ve bu parçaların kullanım ömrünü uzatma potansiyeline sahiptir.

Abstract:
The objective of this thesis was to improve the mechanical properties of AISI420, AISI 8620 and AISI 4140 materials used in some shotgun parts, which play a critical role in the operation of the mechanism, by applying heat treatment. These materials are widely used in a multitude of fields including defense, automotive, aerospace, mining, construction and agriculture. Critical parts used in hunting and sporting shotguns, which are exposed to high temperature and pressure, can be damaged due to the inappropriate microstructure of the material and the non-optimized heat treatments applied.  Determining the optimum heat treatment parameters has a direct impact on the service life of the parts and therefore the shotguns, since the wrong choices in the process parameters applied during heat treatment cause premature damage to critical parts. In this study, the problems encountered in practice, such as the breakage and damage of manufactured and assembled parts during use, were addressed and the optimization of the heat treatments to be applied to prevent these errors was tried. Specific heat treatments were applied to the samples and parts produced by machining for the studies and experiments were carried out to examine the behavior of these parts used in shotguns under dynamic loads to increase fatigue strength, to improve the mechanical and microstructure properties of the material and the data obtained were compared. Hardness measurements, notch impact and tensile tests were performed and microstructure studies were carried out on the standard samples prepared in the study, with and without heat treatment. The results obtained showed that heat treatment significantly improved the mechanical properties of the parts and by determining the optimal parameters, the overall performance of the material can be improved. The data in this thesis provides information for heat treatment of selected materials and has the potential to extend the service life of these parts.