Yüksek Basınçlı Soğutma Sistemiyle İşlenmiş Titanyum Alaşımlardaki Kalıntı Gerilmelerin X-ışını Kırınımı Metodu ile İncelenmesi

Bu çalışmada, süperalaşım havacılık malzemelerinin Yüksek Basınçlı Jet Soğutma (YBJS) şartları altında tornalanması sonucu meydana gelen kalıntı (artık) gerilmeler araştırılmıştır. Malzeme olarak, yorulmaya karşı mekanik dayanıklılığının ve korozyon direncinin yüksek olması ve bunun yanında yüksek sıcaklıklarda çalışma kabiliyetine sahip olmasından dolayı havacılık sektöründe sıklıkla tercih edilen Ti-6Al-4V süperalaşım malzeme seçilmiştir. Titanyum malzemenin tornalanması işleminde takım-talaş arayüzeyine 6 ile 300 bar basınç aralığında soğutma sıvısı uygulanarak farklı soğutma sıvısı basınçlarının etkileri gözlenmiştir. Daha sonra, işparçasının yüzeyinden 150 µm derinliğe kadar olan mesafedeki kalıntı gerilmeler karşılaştırılmış ve numunelerin kalıntı gerilme eğrileri X-ışını kırınımı metoduyla tespit edilmiştir.

Investigation of Residual Stresses by X-Ray Diffraction Methodology in Titanium Alloys Machined by High Pressure Jet Assisted Machining

In this study, the residual stress of the superalloy materials of aerospace have been investigated; being turned under the conditions of high pressure jet assisted machining (HPJAM). Ti-6Al-4V that is preferred in the aerospace industry has been selected superalloy as a material, due to its capacity of functioning in high temperatures and its mechanical durability against fatigue and its high corrosion resistance. Coolant of 6 and 300 bars being applied on the interface of the tool-chip during the turning of Titanium material the effects of different cooling pressures have been observed. After that, residual stress from beneath the workpiece surface to150 µm has been compared, and the graphics of the residual stress of the samples have been measured through X-ray diffraction method.

___

  • 1. Akyol, S., 2007, “Ti6Al4V Titanyum Alaşımının İşlenebilirliğinin Isıl İşlem Yardımıyla Arttırılması” Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
  • 2. Surface Engineering Committee 2000, “Foresight in Surface Engineering,” Institute of Materials, London, October.
  • 3. Ezugwu, E. O., Bonney, J., 2003, “Effect of High-Pressure Coolant Supply when Machining Nickel- Base, Inconel 718, Alloy with Coated Carbide Tools,” in Proc. of AMPT 2003, Dublin, pp 787-790.
  • 4. C.Courbona, V. Sajnb, Kramar, D., Recha, J., Kosel, F., Kopac, J., 2010, “A Numerical Model To Analyze High Pressure Jet Assistance In Turning”, Proceedings of the 1th International Conference of Sustainable Life in Manufacturing, 70-76 Isparta ,TURKEY
  • 5. Yünlü, L., Çolak, O., Kurbanoğlu, C., 2013, “Chip Formation Analysis of High Pressure Jet Assisted Machining of Ti-6Al-4V”, Proceeding of the 4th International Conference on Sustainable Life in Manufacturing, SLIM2013, Fiesa, SI.
  • 6. Kramar, D., Kopac, J., 2009, “High Pressure Cooling in the Machining of Hard-to-Machine Materials”, Journal of Mechanical Engineering 5511, 685-694.
  • 7. Özçatalbaş Y., 1996, “1050, 4140 ve 8620 Çeliklerinin Isıl İşlemle Değişen Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Bağlı İşlenebilirlikleri”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, ANKARA.
  • 8. Asi, O., Can, A. Ç., 2001, “Sementasyon Çeliklerinde Körsertleştirilmiş ve Sementasyon Yapılmış Durumlarda Meydana Gelen Artık Gerilmelerin Karşılaştırılması”, Mühendislik Bilimleri Dergisi,7, 2, 183-187.
  • 9. Wertheim, R., Rotberg, J., 1992, “Influence of High-Pressure Flushing through the Rake Face of the Cutting Tool, ” Ann. CIRP, 41, 1, pp 101-106.
  • 10. Yelbay, H. İ., 2008 “Tahribatsız Yöntemlerle Kalıntı Gerilim Ölçümündeki Gelişmeler”, 3rd International Non-Destructive Testing Symposium and Exhibition, Istanbul Turkey,
  • 11. Kafkas, F., 2009 “Tornalanmış Parçalardaki Kalıntı Gerilmelerin Sapma Yöntemi Kullanılarak Tahmini”, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye.
  • 12. Almen, J. O., Black, P. H., 1963. “Residual Stresses and Fatigue in Metals”, Mc Graw-Hill Book Company, Inc.
  • 13. Prevey, P. S., 1997, “Problems with Non-destructive Surface X-ray Diffraction Residual Stress, Measurement”, Lambda Research Publications.
  • 14. Yiğit, O., Dilmeç, M., Halkacı, H. S., 2008, “Tabaka Kaldırma Yöntemi ile Kalıntı Gerilmelerin Ölçülmesi ve Diğer Yöntemlerle Karşılaştırılması”, Mühendis ve Makina Cilt : 49 Sayı: 44