Tmmob makina m ühendisleri odası yayını
Yüklə 1,66 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- (*) Dr., Milli Savunma Bakanl
- DENEY S
- IIIMIIIIIIIIIIIII
SUNGURLAR KIZGIN YAĞ KAZANI • Uluslararası standartlarda üretilmiştir. • 300-350°C'de atmosferik olarak çalışır. • 400.000 Kcal/h ile 6.000.000 Kcal/h arasındaki
• Bu özellikleri ile ülkemizin dört bir yanında, yıllardır, güvenle kullanılmaktadır. • Türkiye'nin ilk kızgın yağ kazanı üreticisi Sungurlar A.Ş.'nin garantisi altındadır. SUNGURLAR GENEL MAKİNA SANAYİİ A.Ş. ENERJi LTD. ŞTl. Merkez: Yıldız Posta Caddesi 23-25 80700 Beşiktaş-istanbul Santral: (1) 259 22 53 - 259 22 54 - 258 53 29 irtibat Tel: (1)258 53 26 -258 53 27 Telgraf: Sunaş - istanbul irtibat Faks: (1)258 53 30 Fabrika: Fevzi Çakmak Caddesi 1 09 Alibeyköy - istanbul Tel: (1)563 21 71 -5459143 Ankara Bürosu: Atatürk Bulvarı Beler Apt. 175/22 Bakanlıklar - Ankara Tel: (4) 125 46 05 Süper Alaşımların Termo Mekanik Davranışları Oktay ALN1AK* Bilgin KAFTÂNOĞLU** Ergiyikten alomize edilerek elde edilen süper alaşım tozlarının sabit sıcaklık ve şahit (Höt Issostatic Pressure) HIP veya yüksek sıcaklık ve basınçta ekslrüzyoııuyla süper alaşımların konsolidasyonu .sağlanır. Konsolide edilen süper alaşımın yüksek sıcaklıkta, özel dene\ şartlarında deformasy onunda: defornıasyon oranı, sabit deformasyon hızı ve sıcaklık malzemenin deformas\on mekanizmasını önemli derecede etkileyen faktörlerdir. Bu makalede. Rene 95 süper alaşımının muhtelif sıcaklıklardaki bazı deneylerinden elde edilen I ermo-Mekanik karakteristiklerin elde edilen 'iermo-Mekanik karakteristiklerin İN 100. LC 713, M AR 200 gibi benzer süper alaşımların Termo-Mekanik ıhıvraııışları\!a mukayesesini kapsa\an bir grafik araştırması süper alaşımlar literatürüne ilk defa sunulmakladır. P/M süper alloys are prodııced hy means of alomizalioıı and consolidaıion of sııper allo\s is reached either hy höt isostalic.pressııre (HIP) ör hy eMrıısion processes. Deformaıion mectıanism of conso/idaled sııper alloys ıınder higfı lemperatııre and depending ııpon e.\perimenlal conditions is direclly infhıenced by deformaiion and constanl deformation rates. A new graplıical stııdy isfirstlv appeared in sııper alloys' literalııre hy t f/İs art içle in whiclı for several higfı lemperatııre conditions e.\perimeııtal dala obtained for Rene 95 were compared with l/ıe 'l'ermo-mec/ıanical charac.teristics of İN 100. LC 713 and M AR 200. (*) Dr., Milli Savunma Bakanlığı Savunma Sanayii Dış ilişkiler Dairesi Başkanı, ANKARA (**) Prof. Dr., Orta Doğu Teknik Üniversitesi Rektör Yardımcısı, ANKARA Ker 95 ile ilgili deneyler Kanada'da Natio- nal Research Council (NRC), National Aeronautical Establishment (NAE) Laboratuvarlarında yapılmış, deney sonuçları yazarlarca değerlendirilmiş, yapılan araştırma sonucunda elde edilen bünye denklemleri geniş bir şekilde yorumlanmıştır'". Süper alaşımın sabit sıcaklıktaki dövme özellik- leri, NAE'de sabit sıcıklıkta dövme araştırmaları için geliştirilmiş olan yüksek sıcaklık deney setti kullanıl- mak suretiyle, aynı eksende dikkatle kontrol edilerek yapılmış bası deneyleri vasıtasıyla hesaplanmıştır DENEY SİSTEMİ İndüksiyon akımıyla ısıtılan deney sistemi Şekil- 1'de, ısıtma sistemi Şekil-2'de ve ısıtma sisteminin kesit görüşünü ve deney numunesi ŞekilS'teciir. Sistem, argon kontrollü bir atmosferde 1200 C ye kadar değişebilen sıcaklıklarda ve 5x10 S ' ile 5 S arasında değişebilen s.abit Gerçek Deformasyon Hızlarında bası deneyleri yapılması olanağını ver- mektedir. Gerekli valf değişimleri yapılmak suretiyle detor- masyon hızı 10 S1 değerine yükseltebilmektedir. Bu sistem içerisinde teste tabı tutulan malzeme, deney sonucundaki saniyeler içinde soğutulabilmek suretiyle, metalografik çalışmalar için gerekli olan malzemenin test anındaki mikro yapısı elde edilebil- mektedir. Isıtma sistemi ünıversal test cihazıyla bir- likte kullanılmaktadır Üniversal deney cihazında "Material Testing System (MTS)" hem basma, hem de çekme deneyleri yapılabilmektedir. Çok amaçlı deney setti, test dalaşının elde edilebilmesi için bir mini bilgisayar ile beraber çalışmaktadır. Sabit De- formasyon hızlı sistemin detayları bir başka araştır- mada yayımlanmıştır' Bu araştırmayla ilgili bası deneyleri; 1050, 1075, 1100 °C lerde ve 10 S ile 1 S ! deformasyon hızı aralıklarında yapılmıştır. Deney sıcaklıkları, bası pleytleri içine yerleştirilen kalibre edilmiş sıcaklık termokopulları kullanılmak suretiyle ± 2 °C tolerans- larında sabit tutulmuşlardır. Deney sürecindeki de- formasyon hızları önceden programlanan defor- masyon hız miktarının + %3 toleranslarında daha küçük mertebelerdeki sapmasına izin verecek has- sasiyette sabit tutulmuşlardır. Deformasyon hızının sabit olması bu tip deney- lerin temel vasfıdır Malzemenin deney başlangıcın- daki, deney esnasındaki ve deney sonucundaki bo- Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı: 387 Nisan 1992 27 IIIMIIIIIIIIIIIII llllll IHI II l II II III II mu ||||| llllllll Şekil-1 NAE'niri sabit sıcaklıkta dövme araştırmalarında kullanılan yüksek sıcaklıkta basma ve çekme tesisi. (A) tndüksiyon ısıtma sistemi ve bası deneyi cihazı, (B) Servo valf kontrollü hidrolik deney cihazı, (C) Kompütür servo kontrol cihazı, (D) Sabit deformasyon hızını kontrol eden eksponansiyel analog fonsiyon üreteci, (E) Sıcaklık kontrol ve kayıt setti, (F) Yüksek sıcaklık fırını için indüksiyoıı je- neratörü , (G) Argon gazı kurutma ve oksit önleyici set. Şekil -2 Argon kontrollü ortamda; indüksiyon akımıyla ısıtılan, deney numunelerinin yağda veya suda soğutulmasına imkân veren sistem. Deney numuneleri bası deneyi öncesinde argon ortamında gerekli şartlar sağlandıktan sonra ortala- ma 20 dakika ısıtılıp, bası deneyini müteakip 2 ile 10 saniye içerisinde soğutma yağı içine alınarak deney anındaki mikroyapıları elde edilmiştir. i. s l* yunun ölçülmesi transducer vasıtasıyla yapılmakta- dır. Deney anındaki haraket MTS pompası tarafın- dan sağlanmakta, pompa ve transducer eksponan- siyel fonksiyon üretici vasıtasıyla programlanmak suretiyle kontrol edilmektedir. Transducer yüksek sıcaklıkta malzemenin deformasyon miktarını ölçe- bilmektedir. Boronnitrat tozu ve boroksilikat cam tozu karışımı yağlayıcı bir madde, dövme pleytleri ile deney nu- munesi sürtünme yüzeyleri arasında kullanılmak suretiyle, yüzeyler arasındaki sürtünme asgariye in- dirilmiştir. Bahis konusu yağlayacı madde ile kapla- nan deney numunelerinin yan yüzeyleri aynı za- manda yüksek sıcaklıktaki muhtemel oksidasyon- dan korunmuşlardır. 28 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 387 Nisan 1992 PARÇA NO VE ADI :
MALZEME ANALiZi : Cam Alüminyum TZM (Ti, Zr, Mo) 304 Pazlanmaz Çelik Bakır Bakır Alüminyum Alaşım Silikon Nitrat TZM TZM 301 Pazlanmaz Çelik Ouartz Catronic 902 Asbest 304 Pazlanmaz Çelik Viton 347 Pazlanmaz Çelik Viton Inconel ı Şekil-3 Isıtma sisteminin kesit göriiniişii, sistemin parçalarında kullanılan malzeme ve deney numunesi. Buna ilave olarak yağlama işleminin, numunele- rin deney esnasında bombeleşmesini önlediği tespit edilmiştir. Numunelerin sürtünme yüzeylerine tor- nalanarak açılmış bulunan yağ kanallarının bu yü- zeylerde homojen bir biçimde yayılması ve silindir yan yüzeylerinde meydana gelebilecek bombeleş- menin kaybolması, deformasyonun malzemede ho- mojen ve plastik bir piçimde oluştuğunu göstermiş- tir. Bazı deneylerde ise, bunun aksi ile karşılaşılmış, yağ kanallarının sürtünme yüzeylerinde düzgün da- ireler halinde yayılmadığı durumlarda, silindir yan yüzeylerinde bombeleşmenin meydana geldiği ve bilhassa yüksek deformasyon hızlarında mikroyapı- da çatlakların oluştuğu ve dolayısıyla plastik defor- Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı: 387 Nisan 1992 29 masyonun homojen bir biçimde oluşmadığı tespit edilmiştir. Yapılan deneylerde, numunelerin boyunda % 70'lik küçülmeye tekabül eden 1,2'lik gerçek defor- masyon tatbik edilmiştir. Bu araştırmada yapılan deneyler iki grupta toplanabilir. Bunlardan birisinde deformasyon hızı deney sürecinde sabit tutulup nu- muneler 1.2'lik gerçek deformasyona tabi kılınmıştır. Diğerinde ise, mikrosyapısal değişiklikleri asgari seviyede tutmak için; toplam dşformasyonu müm- kün olduğunca küçük tutmak suretiyle, kademeli deney tatbikatıyla (step test), sabit sıcaklık altında deformasyon ve deformasyon hızları yükseltilmiştir. Her iki deney tipinde de numuneler 1,2'lik gerçek deformasyona uğratılmışlardır. Sabit bir deformasyon miktarına ulaşıncaya ka- dar, aynı deney sürecinde değişik deformasyon hızları aynı numune üzerine tatbik edilebilmekte ve kademeli deformasyon adımlarıyla toplam defor- masyona ulaşılmaktadır. Bu metod "Step Deney Tekniği" olarak bilinmektedir. Her deney numunesine sadece bir deformasyon hızının tatbik edildiği birinci durumda; akma muka- vemetinin deformasyon hızına ve sıcaklığına ba- ğımlılğını araştırabilmek ve deformasyon hızıyla sı- caklığın dövülen mikroyapı üzerindeki etkilerini he- saplamak için deney parametreleri değiştirilmiştir. İkinci durumda ise; deformasyon hızları üçer kat ar- tırılarak, deformasyon hızının ve sıcaklığın akma mukavemeti üzerinde etkisini hesaplamak üzere, sabit mikroyapıda tek deney numunesi kullanılmış- tır<4). Her iki tip deney, akma mukavemetinin defor- masyon hızı ve sıcaklığa bağımlılığını ortaya koymak için kullanılmıştır. Birinci tip deney ile ayrıca defor- masyon hızı ve sıcaklığın etkileri araştırılmıştır1' .(5) Şekil-4 PİM Rene'95 Süper alaşımının Gerilme-Deformasyoıı ilişkisine sıcaklığın etkisi. (Deformasyon Hızı=l S ' ) Şekil-5 PİM Rene'95 Süper alaşımının Gerilme-Deformasyoıı ilişkisine sıcaklığın etkisi. (Deformasyon Hızı=0,3 S" ) SÜPER ALAŞIMLARIN PLASTİK VE SÜPER PLASTİK DAVRANIŞLARIYLA İLGİLİ GRAFİK ARAŞTIRMASI P/M Rene 95 süper alaşımının Gerçek Gerilme- Gerçek Deformasyon ilişkileri; 1050, 1075 ve 1100 °C sıcaklık; 1 S'1; 0,3 S'^O.I S"';0,001 S"';0,0001 S"1 sabit deformasyon hızları için, lineer ölçekle sıra- sıyla Şekil; 4-9'da verilmiş olup, 1.2'lik deformasyo- na yaklaşıldığında malzemede denge durumu gö- rülmektedir. Yüksek deformasyon hızları için geril- melerin büyük, yüksek deney sıcaklıkları için geril- melerin küçük olduğu izlenmektedir. Artan deformasyon hızlarıyla sıcaklığın gerilme- ler üzerindeki etkisi artmakta, azalan deformasyon Şekil-6 PİM Rene'95 Süper alaşımının Gerilme-Deformasyon ilişkisine sıcaklığın etkisi. (Deformasyon Hızı=0,I S ) hızlarıyla sıcaklığın gerilmeler üzerindeki etkisi ise azalmaktadır. Özellikle lO^S"1,10"4 S"1 deformasyon hızlarında yapılan deneylerde, deformasyon hızının gerçek gerilme değerlerini minimize eden etkisi ilgili grafik- lerde görülmektedir. 1.2'lik deformasyon denge du- 30 Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı: 387 Nisan 1992 // l C1ECH 1HUUOI Şekıl-7 P/M Rene 95 Süper alaşımının (îcrılıne-Dcforınasyon ilişkisine sıcaklığın etkisi. (Deforma*\on l/ızı — 0.01 S ) Sekıl-8 P/M Rene'V5 Süper alaşımının C,enlme-De]ornıas\'on ilişkisine sıcaklığın etkisi. (l.)eforn\as\on Hi2i= 0.001 S " ) formasyon hız ilişkileri 1050, 1075, 1100°C sıcaklık ve 105s' ile 10 S1 deformasyon hızları için Şekil- 10'da logaritmik ölçekle verilmiş çeşitli deformasyon hızları için Deformasyon Hız Hassasiyeti değerleri- nin sıcaklığa bağımlı olarak değiştiği tespit edilmiştir (0,3 Bilindiği üzere, Deformasyon Hız Hassasiyet de- ğerleri Süper Alaşımlarda önemli bir kriter olup, (m)'nin 0,70 gibi büyük değerleri ancak süper plas- tisitede görülmektedir. Artan deney sıcaklıkları ve azalan deformasyon hızlarının (m) değerlerini bü- yüttüğü, buna karşılık azalan deney sıcaklıklarının ve artan deformasyon hızlarının (m) değerlerini küçült- tüğü bu araştırmayla tespit edilmiştir. Özellikle 103 S ile 102S deformasyon hızı aralıklarının bir geçiş bölgesi olduğu ve deformasyon mekanizmasına bu hız aralıklarında, Tane Sınır Kaymaları ve Dislokas- yon Hareketleri mekanizmalarının dışında, Difüzyon Akış Mekanizmasının da dahil olduğu tahmin edilmiş ve bu konuda daha önce yapılan bir araştırmadan yararlanılmıştır'7'. P/M Rene 95'in akma gerilmesinin % 0,2 veya % 0,5 deformasyon oranında olacağı varsayımıyla akma gerilmesi (True Offset Stress) Deformasyon hız ilişkileri 1050, 1075, 1100 "C sıcaklıklar için öl- çülmüştür. % 0,2 deformasyon oranının esas alındığı Şekil 11'deki gerilme değerlerinin, % 0,5 deformas- yon oranının esas alındığı Şekil-12'deki gerilme de- ğerlerinden bir miktar daha küçük olması uygun bu- lunmuştur. Süper alaşımlarda gerçek akma noktasının tes- pitinde güçlükle karşılaşılmaktadır. Bu maksatla ya- pılan deneylerde % 0.2 veya % 0.5 deformasyon oranlarında malzemede akmanın olacağı yazarlarca uygun mütalâa edilmiştir. Şekıl-9 P/M Rene ^5 Süper alaşımının Genlme-Defomıas\on iliş- kisine sıcaklığın etkisi. (Definmasyon ///:/= 0.01)01 S "') rumundaki gerilme değerleriyle maksimum akma gerilmesi arasındaki farkın asgariye indiği tespit edilirken, tane boyut değişiminin maksimum oranda gerçekleştiği ve konsolide edilmiş malzemenin kü- çük tane boyutlarının maksimum ölçüde büyüdüğü yapılan mikroyapı araştırmalarında gözlenmiştir161. P/M Rene 95'in maksimum gerilme-gerçek de- Şekıl-10 P/M Rene'95 Süper alaşımının 1050 °C, 1075 T, 1100 °C' deki Maksimum Gcrilnıe-Gcrçek Deformasyon Ilın ilişkilerinin \-e Deformasvon llıı Hassasiyetlerinin (;») mit- kil \-cscsi Mühendis ve Makina Cilt: 33 Sayı : 387 Nisan 1992 31 Yüklə 1,66 Mb. Dostları ilə paylaş:
|