1100-H14 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ DÜZLEMSEL EĞME GERİLMELİ YORULMA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Raif SAKİN, Muharrem ER
1.847 1.422

Öz


Bu çalışmada, 1100-H14 alüminyum alaşımı plakaların yüksek çevrimdeki yorulma davranışları incelenmiştir.
Çalışmanın temel amacı, oda sıcaklığında haddeleme doğrultusunun çekme ve düzlemsel eğilmeli yorulma
özelliklerine etkisini incelemektir. Bunun için özel olarak ankastre tip düzlemsel-eğme yapan test makinesi
tasarlandı ve imal edildi. Yorulma testleri için, alüminyum plakalar haddeleme yönüne paralel ve dik olarak iki
farklı yönde kesildiler. Farklı sehim genlikleri kullanılarak sehim-kontrollü ve tam değişken yüklemeli (R=-1)
yorulma testi uygulanmıştır. Testlere 107 yük tekrar sayısına kadar devam edilerek alüminyum plakalar için S-N
eğrileri elde edildi. Numunelerin mekanik özelliklerinin tespiti için yorulma testlerinin yanı sıra çekme testleri de
gerçekleştirildi. Çalışma sonunda, çekme ve akma mukavemetinin oda sıcaklığında haddeleme yönünden
ortalama %2 etkilendiği görülmüştür. Ancak haddeleme yönünün yorulma mukavemetine etkisi düşük çevrimli
bölgede %30’dan daha büyük iken, yüksek çevrimli yorulma bölgesinde sıfıra kadar inmiştir. Özellikle yüksek
çevrimli yorulma (YÇY, ≈107) bölgedeki yorulma testleri sonucunda, farklı tekstür yapısına sahip numunelerde
yorulma izlerinin azalması, mikro-yapının benzerliği ve istikrarlı çatlak büyümesi haddeleme yönünün yorulma
mukavemetini etkilememesinin bir kanıtıdır. Sonuçlara göre, 1100-H14 alüminyumun düşük çevrimli bölgede ve
yüksek yorulma mukavemeti gerektirmeyen tasarımlarda kullanılması tavsiye edilir. Ayrıca pratik uygulamalarda tasarımcıya yardımcı olmak için çekme ve yorulma mukavemetleri arasındaki ilişkiyi gösteren ampirik formüller verilmiştir.


Anahtar kelimeler


1100-H14 alüminyum alaşımı, düzlemsel-eğme yorulması, sehim kontrollü, düşük çevrimli yorulma (DÇY), yüksek çevrimli yorulma (YÇY), haddeleme yönü, S- N eğrileri.

Tam metin:

PDF


Referanslar


Sadeler, R., Totik, Y., Gavgalı, M., Kaymaz, I.,

“Improvements of fatigue behaviour in 2014 Al

alloy by solution heat treating and agehardening”,

Materials and Design, Vol. 25, 439-

, 2004.

Smith, W.F., Malzeme Bilimi ve Mühendisliği,

Çev: Kınıkoğlu, N.G., Literatür Yayınları,

İstanbul, 2001.

ASM Handbook, ASM International Handbook

Committee, Properties and Selection:

Nonferrous Alloys and Special-Purpose

Materials, The Materials Information Company,

A.B.D., Vol. 2, 2005.

Değer, M., “Perlitik-Ferlitik ve Küresel

Grafitli Dökme Demirlerin Yorulma Dayanımı

Üzerine Mikro Yapı ve Yüzey İşlemlerinin

Etkisi’’, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, 1995.

Sakin, R., “Bilgisayar Destekli, Çok Numuneli

Eğilme Yorulması Test Cihazı Tasarımı ve

Cam-Fiber Takviyeli Polyester Kompozitlerde

Eğilme Yorulması davranışının incelenmesi”,

Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, 2004.

Srivatsan, T.S., “Mechanisms governing cyclic

deformation and failure during elevated

temperature fatigue of aluminum alloy 7055,

International Journal of Fatigue, Vol. 21, 557-

, 1999.

Srivatsan, T.S., Anand, S., Sriram, S.,

Vasudevan, V.K., “The high-cycle fatigue and

farcture behavior of aluminum alloy 7055”,

Materials Science and Engineering, Vol. A281,

-304, 2000.

Srivatsan, T.S., Kolar, D., Magnusen, P., “The

cyclic fatigue and final fracture behavior of

aluminum alloy 2524”, Materials and Desing,

Vol. 23, 129-139, 2002.

George, T.J., Seidt, J., Shen, M.H., Nicholas, T.,

Cross, C.J., “Development of a novel vibration –

based fatigue testing methodology”,

International Journal of Fatigue, Vol. 26, 477-

, 2004.

Sutherland, H.J., “On the Fatigue Analysis of

Wind Turbines”, Sandia National Laboratories,

Albuquerque, New Mexico, A.B.D., 1999.

Ünal, E., “Cam Elyaflı Kompozit Malzemelerin

Atmosferik Ortamda ve Deniz Ortamında

Yorulma Simülasyonu”, Y. Lisans Tezi, Ege

Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.

Mallick, P.K., “Composites Engineering

Handbook”, Marcel Dekker, 1997.

Kazdal Zeytin, H., Bilal, T., Arısoy, O.,

“Alüminyum Alaşımları, Otomotiv

Endüstrisinde Uygulamaları ve Geleceği”,

Tübitak Marmara Araştırma Merkezi, Proje No:

H5602, Gebze, 2000.

TS EN 485-2, “Alüminyum ve alüminyum

alaşımlarının mekanik özellikleri”, Türk

Standartları Enstitüsü, 2005.

Er, M., “Yüksek Frekanslı, Genlik Ayarlı

Eğilme Yorulması Test Cihazı Tasarımı ve

-H14 Alüminyum Levhasının Eğilme

Yorulması Davranışının İncelenmesi”, Yüksek

Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri

Enstitüsü, 2005.

Kumru, N., “Etial-141, 145 ve 160 Tipi

Döküm Alüminyum ile Plaka Tipi

Alüminyum Malzemeler için Yorulma

Makinesi Tasarımı ve Eğilmeli Yorulma

Davranışlarının İncelenmesi”, Doktora Tezi,

Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri

Enstitüsü, 2007.

Ay, İ., Sakin, R., “Balıkesir ilinde

Alüminyum’dan Üretilen Eksenel Fan

Kanatlarının Kompozit (CTP) Malzemeden

Yapılması ve Mekanik Özelliklerin

İncelenmesi”, Balıkesir Üniversitesi Bilimsel

Araştırma Projesi, BAP 2002/14, Balıkesir, 2006.

Paepegem, W.V., Degrieck, J., “Experimental

set-up for and numerical modeling of bending

fatigue experiments on plain woven glass/epoxy

composites”, Composite Structures, Vol. 51, No

, 1-8, 2001.

ASM Handbook, ASM International Handbook

Committee, Cilt 8, Mechanical Testing and

Evaluation, the Materials Information Company,

A.B.D., 2000.

Kayalı, E.S., Ensari, C., Dikeç, E., “Metalik

malzemelerin mekanik deneyleri”,

İ.T.Ü.Yayınları, İstanbul, 1983.

Eryürek, İ.B., “Hasar analizi”, Birsen Yayınevi,

İstanbul, 75-79, 117, 1993.

Glancey, C. D.; Stephens, R. R. “Fatigue crack

growth and life predictions under variable amplitude loading for a cast and wrought

aluminum alloy” International Journal of

Fatigue, Vol.28, 53-60, 2006.

E. Donnelly, D. Nelson, “A study of small crack

growth in aluminum alloy 7075-T”,

International Journal of Fatigue, Vol.24,

–1189, 2002.

T. Hassan, Z. Liu, “On the difference of fatigue

strengths from rotating bending, four-point

bending, and cantilever bending tests”,

International Journal of Pressure Vessels and

Piping, Vol. 78, 9-30, 2001.

Markl ARC. “Fatigue tests of piping

components”, Trans ASME 1952,74:287-303.

S. Yip (ed.), “Handbook of Materials

Modeling”, Springer, Netherlands, 1193, 2005.

Berg, D.E., Klimas, P.C., “Fatigue

characterization of a wavt blade material”,

Proceedings of the Eigth ASME Wind Energy

Symposium, 19-23, New Mexico, 1989.

Hael Mughrabi, Heinz Werner Höppel, “Cyclic

deformation and fatigue properties of very finegrained

metals and alloys”, International

Journal of Fatigue, Article in Press, Corrected

Proof, 2009

Cemil Hakan Gür, Jiansheng Pan, “Handbook of

Thermal Process Modeling of Steels”, Taylor &

Francis Group, U.S.A, Page.173, 2009.

Muhammad Afzaal Malik, Iftikhar us Salam,

Wali Muhammad, Noveed Ejaz, ”Effect of

Microstructural Anisotropy on Mechanical

Behavior of a High-Strength Al–Mg–Si Alloy”,

Journal of Failure Analysis and Prevention,

Vol. 9, No.2, 114-121, 2009.

Yuri Estrin, Alexei Vinogradov, “Fatigue

behaviour of light alloys with ultrafine grain

structure produced by severe plastic deformation:

An overview”, International Journal of

Fatigue, Vol. 32, No.6, 898-907, 2010.

Teng-Shih Shih, Quin-Yang Chung, “Fatigue of

as-extruded 7005 aluminum alloy”, Materials

Science and Engineering A, Vol. 348, No.1-2,

-344, 2003.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.