Paslanmaz çelik bilya ve cam küre ile bilyalı dövülen AA7075 alaşımının yüzey ve yüzey altı özelliklerinin incelenmesi
Understanding surface and subsurface properties of AA7075 alloy shot peened by stainless steel shots and glass beads
Yazar: OKAN YETİK
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 tez çalışmasında endüstriyel olarak yaygın kullanımı olan AA7075-T6 alüminyum alaşımı özel tasarım CNC bilyalı dövme test sistemi ile dövülerek alaşımın yüzey ve mekanik özelliklerinin farklı medya türüne, boyutuna (50-200 µm (S10) ve 700-1200 µm (S60) paslanmaz çelik bilyalar ve alternatif olarak 70-110 µm (G10) ve 300-400 µm (G35) cam küreler) ve püskürtme basıncına bağlı (2 ve 7 bar) olarak değişimi incelenmiştir. Her iki medya türünde de bilya boyutu ve bilya püskürtme basıncının yüzey altı sertlik değerlerini ve yüzey altı aşırı plastik deforme olmuş bölge derinliğini arttırdığı, kesit sertlik artışı derinliğinin 7 barda S60 bilyalarla 350-400 µm ve 7 barda G35 kürelerle 300-350 µm kadar ulaştığı tespit edilmiştir. En yüksek yüzey sertlik artışı (%22) ve yüzey pürüzlülüğü (Ra, 6 µm) 7 barda S60 çelik bilyalarla gerçekleştirilen dövme işlemlerinde elde edilmiştir. 7 barda G35 küreler ile
gerçekleştirilen dövme işlemlerinde dikkate değer kesit sertlik artışı (%14,28) ve düşük yüzey pürüzlülüğü (Ra, 4,5 µm) görülürken diğer test gruplarına göre 2-3 kat daha fazla kütle kaybı meydana gelmiştir. Genel olarak basınç artışının yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık %50-100 oranında arttırdığı ancak G10 kürelerin basınç artışına bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık %700 oranında arttırdığı görülmüştür. Cam kürelerin alaşımın yüzeyinde yer yer kesme izlerine neden olsa da daha az yüzey deformasyonu oluşturduğu belirlenmiştir. Çelik bilyalar ile gerçekleştirilen bilyalı dövme işlemlerinde ise aşırı deformasyon, katlanma ve kulak oluşumu gibi plastik deformasyon mekanizmalarının yoğun olduğu görülmüştür. Tez çalışması ile AA7075 alaşımının yüzey ve yüzey altı özelliklerinin farklı bilyalı dövme parametreleri altında geliştirilebileceği, endüstriyel uygulamalarda cam kürelerin AA7075 alaşımının bilyalı dövülmesinde paslanmaz çelik bilyalara alternatif olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In the present thesis, AA7075-T6 aluminium alloy, which is widely used in industrial applications, was shot peened by using a custom-design CNC shot peening system in order to examine the modification of surface and mechanical properties of the alloy depending on shot type, size (50-200 µm (S10) and 700-1200 (S60) µm stainless shots
and alternatively 70-110 µm (G10) and 300-400 µm (G35) glass beads) and acceleration pressure (2 and 7 bar). In both shot type, shot size and acceleration pressure influenced the subsurface hardness increment and the depth of severe plastic deformed zone. The depth of subsurface hardness increment was observed as 350-400 µm and 300-350 µm for S60 shots at 7 bar and G35 beads at 7 bar, respectively. The highest hardness increment (%22) and surface roughness (Ra, 6 µm) were obtained with S60 steel shots at 7 bar. Shot peening with G35 beads at 7 bar resulted in an increased cross-sectional hardness (%14.28) with low surface roughness (Ra, 4.5 µm), while weight loss was measured 2-3 times higher than other test groups. It was observed that the surface roughness increased in 1.5-2 times with increasing
acceleration pressure yet G10 beads caused 8 times higher surface roughness with increasing acceleration pressure. Glass beads caused lower surface deformation although they caused local micro cutting marks on the surface. On the contrary, shot peening with steel shots caused various deformation mechanisms such as severe plastic deformation, folding, and ear formation. The present thesis revealed that the surface and subsurface properties of AA7075 alloy could be significantly improved by using shot peening under different parameters, and it was shown that glass beads would be used as an alternative to stainless steel shots in shot peening of AA7075 alloy.