Hafif silahlarda kullanılan namlu malzemesinin geliştirilmesi ve işleme parametrelerinin incelenmesi
Development of barrel material used in light weapons and investigations of manufacturing process parameters
Yazar: TUĞBA ABLAY RUTCİ
Danışman: DOÇ. DR. OSMAN HAMDİ METE
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Tasarım ve İmalat Ana Bilim Dalı / Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ateşli silahlar = Firearms ; Silah namluları = Gun barrels ; Çelik malzemeler = Steel materials

Özet:
Namlu, hafif silahlardan tabancanın en önemli parçası olup silahın kullanım ömrü namlu parçasının ömrü ile ilişkilidir. Namlu parçasının ömrü silah tasarımlarındaki en önemli parametrelerden biridir. Namlu ömrünü belirlemek zor bir iştir. Namlunun ömrünü belirlemek için saha testlerinden ve silaha özgü laboratuvar testlerinden yararlanılır. Silah üreticileri namlu ömrünü geliştirmek adına farklı yiv-set geometrilerine sahip namlu tasarımları geliştirirken diğer bir yandan namlu malzemesiyle ilgili çalışmalar yapmaktadırlar.

Bu çalışmada, hafif silahların en önemli parçası olan namlu parçasına alternatif malzeme geliştirilmesiyle beraber saha ve laboratuvar testlerinin yapılması üzerine çalışmalar yapılmıştır. Günümüz hafif silah sektöründe namlu malzemesi olarak genel anlamıyla 4140 ve türevi malzemeler kullanılırken bu çalışmada 1.2340 sıcak iş takım çeliğinin özellikleri incelenmiş olup, namlu üretimine uygun olduğu
görülmüştür. 1.2340 sıcak iş takım çeliğinden üretilen namlu parçasının kullanıldığı hafif polimer gövdeli silah müşteri kabul şartnamesinde istenen "soğuk hava testi, sıcak hava testi, boya (tuz) testi, düşme testi, hız testi, dağılım atış testi, düşme testi, yüksek basınç atış testi, ömür mukavemet testi, kum ve çamur testi gibi saha ve laboratuvar testlerinden başarı ile geçmiştir.

Namlu malzemesi olarak belirlenen 1.2340 sıcak iş takım çeliğinden üretilen namlular için ömür değerleri de incelenmiştir. Namlu malzemesi olarak mevcutta kullanılan AISI 4140 malzemesinden yapılan polimer gövdeli tabancaların namlu ömürleri 30.000 atım olarak belirlenmiş iken yapılan malzeme çalışmasıyla yeni ömür değeri 50.000 atım olarak artırılmıştır. Böylece kullanılan yeni namlu malzemesiyle ömür değeri yaklaşık %66 oranında artırılmıştır. Ayrıca kullanılan malzeme ile atış dağılım performansı iyileştirilmiştir. Bunların dışında kullanılan
1.2340 sıcak iş takım çeliği ile de namlu malzemesinin aşınmaya dayanımı artmıştır. Böylece namlu malzemesinin aşınma ömrü artırılmıştır. Yapılan geliştirmeler ve testlerin sonucunda namlu malzemesi olarak 1.2340 çeliği kullanılmaya başlanmıştır.

Abstract:
Barrel is the most significant polymer pistol component that is directly related to pistols usage life. Barrel fatigue life is a critical design parameter of light weapon as pistols. There are so many variables involved (gunpowder type, bore diameter, bullet coatings, types and geometry of rifling etc.) that it's hard to predict barrel fatigue life. To determine the barrel fatigue life, light weapon field test and weapon-specific laboratory tests are performed. In order to improve the barrel fatigue life, barrel designs with different rifling geometries have developed. In the meanwhile material improvement studies have investigated.

In this study, it has been studied on the development and testing of alternative material for gun barrel which is the most important part of light weapons in this respect. In general, modern gun barrels are manufactured from low alloy steel forgings as AISI 4140. However 1.2340 hot work tool steel is investigated instead of AISI 4140 alloy steel in this study. As a result of material studies, 1.2340 hot work tool steel is more suitable than AISI 4140 alloy steel. According to customer acceptance specification, barrel which was produced from 1.2340 hot work steel has passed weapon field test and weapon-specific laboratory tests like as cold weather test, hot weather test, drop test, velocity test, firing dispersal test, high-pressure shooting test, endurance test, sand and mud tests successfully. 

The barrel fatigue life of polymeric body guns made of AISI 4140 alloy steel used as barrel material has been determined as 30,000 cyclic rate of fire. Fatigue life cycle of barrel that is made of 1.2340 hot work tool steel has been increased by 50,000 cyclic rate of fire. It ıs seen that cyclic rate of fire has been increased by about %66. In addition, firing dispersal test performance has been improved with new steel. Also
the wear resistance of the barrel has increased because of using 1.2340 hot work tool steel. According to material improvement studies, 1.2340 hot work tool steel has been started to use for new generations gun barrels.