Farklı yüzey örtme oranı ve bilya püskürtme basınçlarında bilyalı dövülen AA1050 alüminyum alaşımının yüzey ve yüzey altı özellikleri
Investigation of surface and sub-surface properties of AA1050 aluminium alloy shot peened under different coverage rate, peening pressure
Yazar: BERKAY GÖNÜL
Danışman: DOÇ. DR. EGEMEN AVCU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada AA1050 alüminyum alaşımı farklı bilyalı dövme parametreleri (tarama hızı, yüzey örtme oranı ve püskürtme basıncı) ile bilyalı dövülmüştür. Çalışmanın amacı, bilyalı dövme işleminde püskürtme basıncının ve aşırı bilyalı dövme olarak kabul edilen yüzey örtme oranlarının endüstriyel olarak saf kabul edilen AA1050 alüminyum alaşımının yüzey ve yüzey altı özelliklerine (mikroyapı, yüzey pürüzlülüğü, mikro sertlik ve kütle değişimi) etkilerini incelemektir. Mikroyapı görüntüleri incelenerek yüzey ve yüzey altındaki plastik deformasyonlar tespit edilmiş, yüksek püskürtme basıncı ile dövülen numunelerde çatlak ve çatlak oluşumları gözlemlenmiştir. Kütle değişimleri göz önüne alındığında sadece yüksek yüzey örtme oranı oranlarında kütle değişimi gözlenmiş olup düşük basınçlı dövülen numunelerde kütle artışı, yüksek basınçlı dövülen numunelerde ise kütle kaybı görülmüştür. Bilyalı dövme işleminde yüzey pürüzlülüğüne etki eden temel parametre püskürtme basıncıdır. Artan püskürtme basıncı, yüzey pürüzlülüğünde artışa neden olmaktadır. Tarama hızı ve yüzey örtme oranına bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünde belirgin değişiklik görülmemiştir. Mikro sertlik değişimleri incelendiğinde püskürtme basıncı artışına paralel olarak mikro sertlik değerinin arttığı gözlemlenmiştir, yüzey örtme oranı arttığında ise yüzeye yakın bölgelerde mikro sertlik değerinin daha yüksek olduğu görülmüştür. SEM görüntüleri incelendiğinde yüksek yüzey örtme oranlarında yüzey hasarları gözlemlenmiş, yapılan EDS analizleriyle ise yüzeye gömülmüş bilya taneleri tespit edilmiştir. Bilyalı dövme işlemi ile AA1050 alüminyum alaşımının yüzey sertliğinin iki katına çıkartılabildiği görülmüştür. Endüstride AA1050 alaşımının sadece yüzey ve yüzey altı katmanında daha yüksek sertlik elde etmeyi gerektiren durumlarda bilyalı dövme etkili, ucuz ve kolay uygulanabilen bir yöntem olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this study, AA1050 aluminum alloy is shot peened with different parameters such as scanning speed, coverage and peening pressure. The aim of the study is to investigate the effects of peening pressure and high coverage rates (overpeening) on the surface and sub-surface properties (microstructure, surface roughness, micro hardness and mass change) of AA1050 aluminum alloy, which is accepted as industrially pure. Microstructure images were examined and plastic deformations were detected on the surface and subsurface. When the mass changes were investigated, mass gain is only observed for high coverage rates where low peening pressure resulted in mass gain, and high peening pressure resulted in mass loss. The main parameter affecting the surface roughness in shot peening process is peening pressure, and high peening pressure results in high surface roughness. There was no change observed in surface roughness for different scanning speed and coverage rates. Microhardness trend is observed to be increasing as the peening pressure increases, however, coverage increase only resulted in higher microhardness near the surface. SEM analysis showed that higher coverage rate caused damage on the surface, moreover, the EDS analysis proved that there are embedded stainless steel shots on the surface of the AA1050 material. It is shown that shot peening can double the surface hardness of an AA1050 alloy. It has been introduced that shot peening is an effective, inexpensive and easy-to-apply method when higher hardness is only required on the surface and subsurface of an AA1050 aluminum alloy.