Search

Günümüzün hızla sanayileşen dünyasında artan enerji taleplerine bağlı olarak yeni enerji kaynaklarının bulunması kadar mevcut kaynakların ekonomik bir şekilde taşınması da çok önemli bir konu haline gelmiştir. Petrol ve doğalgaz gibi akışkan enerji kaynaklarının boru hatları yardımıyla yüksek miktarlarda, bir bölgeden diğer bir bölgeye, hatta bir kıtadan diğer bir kıtaya iletilmesi, deniz ve karayolu ile yapılacak taşımaya göre çok daha ekonomik ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir. Artan debiler yüksek basınçlarla birlikte daha kalın ve daha yüksek mukavemetteki çeliklere olan talebi artırmıştır. Kurulan boru hatlarında kullanılan düşük alaşımlı, yüksek mukavemetli, sorunsuz ve hızlı kaynaklanabilirlik özelliklerine sahip çeliklere olan bu talep, demir-çelik sektörüne de ürün geliştirme konusunda bir itici güç oluşturmuştur.Yüksek mukavemet ve tokluk gereksinimlerinin düşük maliyetlerle karşılanmasına yönelik olarak geliştirilen yüksek mukavemetli düşük alaşımlı (HSLA-High Strength Low Alloy) çelikler, sıcaklık ve deformasyon kontrolü yöntemi ile termomekanik olarak haddelenmekte ve bu sayede üründeki tokluk ve kaynaklanabilirlik özellikleri bozulmadan düşük alaşımlamalar ile yüksek mukavemet ve tokluk değerlerine erişilebilmektedir. Termomekanik haddeleme, çeliklerde ostenit fazının yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde veya kısmen üzerinde yapılan kaba haddeleme (rough rolling) ve bu fazın yeniden kristalleşme sıcaklığının altında veya kısmen altında yapılan nihai haddeleme (finish rolling) olmak üzere iki ezme kademesinden ve duşlu masalarda belirli bir sıcaklığa soğutulmasından oluşmaktadır. Yeniden kristalleşme sıcaklığının altında yapılan ezme işlemi ile deforme edilmiş ostenit taneleri elde edilmekte ve ostenit taneleri içerisindeki dislokasyon yoğunlukları artırılmakta, bu sayede, sonrasında oluşacak ferrit tanelerine çok sayıda çekirdeklenme bölgesi yaratılmaktadır. Ferrit tanelerinin çok sayıda çekirdeklenmesi, büyüme sırasında birbirlerinin tane sınırlarına çok daha çabuk ulaşmalarını ve büyümelerinin durmasını sağlamakta ve böylece nihai üründe homojen ince taneli bir yapı elde edilebilmektedir. HSLA çeliklerinde mukavemet artışında katı çözelti sertleşmesi, dislokasyon yoğunluk artışı, faz dönüşümleri, çökelti sertleşmesi ve tane küçültme mekanizmaları etkin rol oynamaktadır. Katı çözelti sertleşmesi manganez ve molibden gibi alaşım elementlerinden, faz dönüşümü ve dislokasyon yoğunluğu kaynaklı artıştan, düşük dönüşüm sıcaklıklarına sahip iğnesel ferrit ve beynit fazlarından; çökelti sertleşmesi alaşımda yer alan niyobyum, vanadyum ve titanyum gibi elementlerin oluşturdukları karbür, nitrür ve karbonitrür fazlarından; tane küçültme ise termomekanik haddeleme ile elde edilen çok sayıda tane sınırından kaynaklanmaktadır. Niyobyum elementi sadece çökelti sertleştirmesi ile değil düşük sıcaklıklarda yapılan yüksek ezme miktarları ile nihai küçük tane yapısına da katkıda bulunmaktadır. Titanyum elementi ise, oluşturduğu TiN fazı ile sıcak haddeleme öncesinde yapılacak tavlama işleminde ostenit tanelerinin irileşmesini engellemekte (tavlama sıcaklıklarında çözeltiye geçmeyerek) ve haddelemeye başlangıç anındaki tane boyutunu düşürerek yine son üründeki küçük taneli yapıya katkıda bulunmaktadır.Petrol ve doğalgaz boru hatlarında kullanılan mikroalaşımlı çeliklerin mikroalaşımlandırma ve termomekanik haddeleme parametrelerinin incelenmesi amacı ile yapılan bu çalışmada, iki farklı haddeleme teknolojisi kullanılarak (tersinir ve tandem sıcak haddeleme) yüksek mukavemetli düşük alaşımlı API X70M PSL2 kalite, Cr, Mo, Nb, V ve Ti ile mikroalaşımlandırılmış 2 mikroalaşımlı çelikde, ostenit fazının yeniden kristalleşme sıcaklığının altında, farklı ezme miktarlarında termomekanik haddeleme denemeleri yapılmış, bu denemelerin, üretilen çeliğin özellikleri (akma-çekme-uzama, darbe direnci, sünek-gevrek geçiş sıcaklığı, Ağırlık Düşürmeli Yırtma Testi- DWTT-, katlama, sertlik, mikroyapı, kırılma karakteristiği) üzerine etkileri incelenmiştir.Tersinir sıcak haddeleme metodu ile yapılan deneme üretimi öncesinde Gleeble proses simülasyon cihazı ile düzlem deformasyon testleri gerçekleştirilmiş, deneysel yöntemle ostenitin yeniden kristalleşmediği sıcaklık (Tnr) 960 °C olarak tespit edilmiştir. Endüstride Tnr sıcaklığının tespiti için yaygın olarak kullanılan Boratto, Fletcher ve Bai tarafından geliştirilen ampirik formüller ile söz konusu sıcaklık değeri sırasıyla 1272 °C, 1079°C ve 1066°C olarak tespit edilmiştir. Deneysel yöntemle elde edilen bu sıcaklık değeri kullanılarak yapılan tersinir sıcak haddeleme deneme üretiminde Tnr sıcaklığı altında tersinir hadde hattının kabiliyetlerine bağlı olarak %42'lik bir ezme oranı uygulanabilmiştir. Deneme sonrasında yapılan testlerde akma, çekme, uzama ve darbe değerlerinin standart gereklilikleri karşıladığı ancak 0°C'de yapılan ağırlık düşürmeli yırtma testlerinde %10'luk sünek kırılma alanı ile minimum değer olan %85 sünek kırılma alanı beklentisinin çok altında kalındığı tespit edilmiştir. Görece düşük tokluk ve çok düşük sünek yırtılma değerlerinin elde edilmesinde yüksek alaşım içeriğinin (yüksek C, Nb ve Mo değerleri) yanısıra tersinir şerit hadde teknolojisi gereği haddeleme sırasında iş parçasının hadde ayaklarının iki tarafında yer alan tambur fırınlara sarılarak ısıtılmasının, termomekanik haddeleme sırasında hedeflenen yüksek deformasyon hızlarına ulaşılmasını engellediği, ısıtma sırasında ostenit tanelerinin toparlanmasına neden olduğu ve bu nedenle nihai üründe hedeflenen küçük taneli yapıya ulaşılamadığı tespit edilmiştir.Tandem hadde denemelerinde tersinir hadde denemesine kıyasla daha yalın bir kimyasal analiz (daha düşük C, Nb ve Mo değerleri) kullanılarak Tnr altında farklı ezme oranları (%60,7-72,8) ile üretimler yapılmış, bu değişkenlerin üretilen çeliğin özellikleri (akma-çekme-uzama, darbe direnci, sünek-gevrek geçiş sıcaklığı, Ağırlık Düşürmeli Yırtılma Testi-DWTT, katlama, sertlik, mikroyapı, kırılma karakteristiği) üzerine etkileri incelenmiştir. Tandem hadde denemeleri sırasında Tnr sıcaklığının tespiti için yaygın olarak kullanılan Boratto ampirik formülünden yararlanılmış, yapılan hesaplamada söz konusu sıcaklık değeri 1134°C olarak tespit edilmiştir. Fletcher ve Bai tarafından geliştirilen diğer ampirik formüllerden ise Tnr sıcaklığı sırasıyla 1057°C ve 1020°C olarak bulunmuştur. Yapılan çalışmalar neticesinde yeniden kristalleşme sıcaklığı altında artan ezme miktarları ile nihai üründeki tane boyutunun azaldığı, mukavemet ve tokluk değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Aynı zamanda ürünlerin sünek-gevrek geçiş sıcaklığı değerlerinin de bu sayede çok düşük sıcaklıklara (-80 °C'nin altına) indiği tespit edilmiştir. Tnr altında en yüksek ezmenin verildiği deneme üretimi sonrası yapılan tüm testlerin standart gerekliliklerini karşıladığı tespit edilmiştir. In today's rapidly industrializing world, due to the increasing energy demands, the economic transportation of existing resources as well as the availability of new energy resources has become an important issue. The transfer of large amounts of fluid energy sources such as oil and natural gas from one region to another, even from one continent to another with using the pipelines, has become much more economical and faster than the transportation by sea and road. Increasing flow rates combined with higher pressures increased demand for thicker and higher strength steels. This demand for low alloyed, high strength, and weldable steels used in the new pipelines has been a driving force for the product development in the iron and steel sector. Increasing the strength of line pipe material can reduce significantly the wall thickness and consequently weight of the material. Such savings are important especially for the installation of line pipes in distance areas, where any weight reduction can be crucial in reducing basic costs such as the amount of welding consumables, transportation and manipulation of the pipes during the construction. HSLA (high strength low alloy) steels, which are developed to meet high strength and toughness requirements with low costs, are thermomechanically rolled by means of temperature and deformation control method and thus, high strength values can be achieved with low alloys without sacrificing the toughness and weldability properties of the product. The thermomechanical rolling consists of two reduction stages, namely rough rolling above or partially above the austenite recrystallization temperature and finish rolling below or partially below the austenite recrystallization temperature, and cooling to a certain temperature on the laminar/accelerated cooling bed. The deformed austenite grains with high dislocation density are obtained by rolling below the nonrecrystallization temperature, thereby creating the numerous of nucleation sites for the subsequent ferrite grains. Numerous nucleation of ferrite grains enables each other to reach each other's grain boundaries more quickly during grain growth and to stop coarsening. In this way, a homogeneous fine-grained microstructure is obtained on the final strip. The main strengthening mechanism used in HSLA steels are strengthening by solid soution hardening, by dislocation substructure, by phase transformation strengthening, by precipitation hardening and by grain refinement. The solid solution strengthening results from elements such as manganese and molybdenum, the phase transformation from lower transformation temperature phases such as acicular ferrite and bainitic ferrite or martensite, resulting in finer microstructures with a higher dislocation density. On account of the micro-alloying element additions, carbides, nitrides and carbonitrides vanadium, niobium and titanium contribute to the precipitation strengthening. Besides dispersion hardening niobium has an added benefit on the refinement of the ferrite grains. Higher pass strains below the non-recrystallization temperature during the controlled rolling process, also contributes to good ferrite grain refinement. Background establishment was intended for the works related to the high value-added product groups owing to determination of the process parameters which is effective during thermo-mechanical rolling and, correlating these parameters with the capabilities of the present production facilities. A contribution to the development and production in our country's industrial facilities of the steel grades having high strength, low unit weight and serious cost advantages which are used both in the pipe-line projects and locomotive sectors such as automotive and construction was also aimed with the studies carried out in this thesis. An API X70M PSL2 grade steel was used in the industrial trials with steckel (reversible) and tandem mills in this study. Chemical composition of the steel for the steckel mill trial is as follows (wt.%): C:0.07, Si:0.23, Mn:1.52, Cr:0.33, Mo:0.29, N:0.0066, Nb:0.095, Ti:0.021. For tandem mill trials chemical analysis is as follows (wt.%): C:0.052, Si:0.211, Mn:1.63, Cu:0.16, Ni:0.21, Cr:0.13, Mo:0.12, N:0.0063 and Nb+V+Ti:0.089.Prior to the steckel mill trials, plain strain deformation tests were performed in the Gleeble proses simulation device to determine the Tnr temperature. This critical temperature was found as 960°C. The maximum reduction ratio was applied as 42% under this temperature due to the equipment capabilities of the mill in the trial production. Tnr temperature was calculated from empirical formulas published in the related literatures, and it is found as 1272 °C with Boratto formula, 1079°C with Fletcher formula and 1066 °C with Bai formula. Slabs in size of 200 mm (t) x 9000 mm (l) x 1500 mm (w) were hot rolled in one stand 4-high roughing mill with 5 passes and one stand 4-high finishing steckel mill with 7 passes under controlled rolling conditions. Before rolling, all slabs were heated to 1220 °C and soaked for a specific period in the soaking zone of a pusher type reheating furnace in order to dissolve all the Nb in austenite.After steckel mill trial, mechanical tests and metallographic examinations were performed. In tensile tests, yield strength as 579 MPa, tensile strength as 718 MPa and % elongation as 31 were found. These values are well above the minimum requirements according to the related standard. Average charpy test values at -10°C were found as 117 Joule. This value is also above the minimum standard requirement, but according to the industrial experiences will not be sufficient for the charpy tests requirements of the welding zone after pipe production. Drop weight tear tests were performed at 0°C, shear fracture ratio was found as %10 which was very low compared with the %85 minimum requirement. In the microstructural studies, it was determined that the targeted fine-grained microstructure could not be provided. The average grain size was found as 5.5 microns and the microstructure was determined to have polygonal ferrite/pearlite morphology. It was thought that the high strength values obtained were due to the high alloy content, not due to the grain refinement as targeted.Tandem mill trials were carried out using different reduction ratios below the Tnr temperature calculated as 1134 °C using the Boratto empirical formula which is widely used in industrial applications. This temperature was determined as 1057 with Fletcher and 1020 with Bai empirical formulas. Slabs in size of 220 mm (t) x 8500 mm (l) x 1500 mm (w) were hot rolled in one stand 4-high roughing mill with 5 passes and seven stand 4-high tandem mill with 7 passes under thermo-mechanical controlled rolling conditions. Before rolling, all slabs were heated to 1220 °C and soaked for a specific period in the soaking zone of a walking beam type reheating furnace in order to dissolve all the Nb in austenite.Two different transfer bar thicknesses were used for identical roughing conditions, in which final roughing temperatures were above the calculated Tnr. Thicknesses of the slabs were reduced to 73.5 mm and 56 mm in 5 passes in the roughing mill. Before transferring to the finishing mill, special practice was applied to the transfer bars to obtain a desired homogenous finish rolling temperature below the Tnr of material. Entry of the materials to the finishing mill was conducted at about 1000-980 °C. A primary grain refinement effect was expected by rolling in the non-recrystallized region of austenite with high rolling reduction ratios. Rolling was finished at 800-820 °C (FRT, the temperature at the exit of the last finishing rolling stand). Following finish rolling, the materials were accelerated cooled on run-out table with a cooling rate of ~12-15 °C/s and coiled at 550-600 °C. In these trials, total reduction ratio varied from 60.7 % to 72.8 %.The cross-sectional metallographic specimens taken from transversal to the rolling direction were polished and etched by a 2 % Nital solution, and microstructures were observed by an optical microscope. Tensile rectangular specimens with 38 mm gauge width and 50 mm gauge length were prepared in the transversal, diagonal (45° to the rolling direction) and longitudinal directions and were tested at a crosshead speed of 5 mm/min using a 600 kN Zwick tensile test machine at room temperature. Charpy impact tests were performed on Charpy V-notch (CVN) specimens in size of 10 mm × 10mm × 55 mm in transversal orientation in a temperature range from −80 to 0 °C using a Zwick impact tester of 450 J capacity. Ductile and brittle zones on the fracture surfaces of Charpy samples were also investigated by scanning electron microscope (SEM).Drop weight tear test (DWTT) specimens were prepared in size of 305 mm × 76.2 mm × thickness (mm) in transversal direction in accordance with the API 5L3 and ASTM E436-91 specifications, and then a pressed notch was applied on to them. These specimens were tested with a DWT testing machine having a maximum energy capacity of 50 kJ at 0 °C. The special refrigerant was used to cool the DWTT specimens down to 0 °C by putting ethanol in the specimen pool in where specimens were immersed for 20 min. and then immediately tested. The percent shear area (pct. SA) was calculated according to the API standard.It was obviously observed from the test results that yield strength increased as the reduction ratio below Tnr increased. The increase is more evident on the transversal specimens with higher yield strength values, compared to the lower yield strength values obtained on the longitudinal specimens.However, the tensile strength values slightly increased compared to the increase in in yield strength as the reduction ratio increased. Tensile strength values were higher on the transversal specimens compared to the longitudinal specimens. % elongation values decreased with increasing reduction ratio.Percent shear area value in DWTT, which is the key property in many line pipe applications increases with the increasing reduction ratio: pct. SA is about 50 at the reduction ratio of 60.7 % and increases up to 90 as the reduction ratio has been increased to 72.8 %. Here, only the 72.8 % reduction ratio below Tnr meets the `Battelle's criterion` to prevent the brittle fracture propagation.The effect of total % reduction ratio under Tnr on the Charpy V notch impact values at different test temperatures were also examined in these trials. The improving effect of reduction ratio below Tnr on the V notched Charpy impact values was observed to be at lowest testing temperature (-80 °C). Charpy V notch impact values increased, the type of fracture turned into the ductile fracture from brittle fracture as the reduction ratio increased. The increase in the impact energy values was more obvious on the samples tested at -80 °C than the samples tested at higher temperatures. The increase of the reduction ratio ensures achieving the desired crack-propagation resistance.Microstructural variations were investigated on the cross-sectional metallographic specimens taken from transversal to rolling direction depending on the reduction ratio. An obvious decrease in ferrite grain size (from 12 to 13,5 ASTM Grain Size Number according to linear intercept method) is observed in the microstructures with increasing reduction ratio below Tnr. Also, acicular ferrite (AF) formations replace pearlite in the microstructure with increasing reduction ratio below Tnr while volume fraction of pearlite in the microstructure decreases.SEM investigations were also carried out on Charpy specimens tested at -80 °C to confirm the nature of fracture depending on the reduction ratio. Totally dimple area which represents ductile fracture was observed at a reduction ratio of 72.8 % and fracture mode was cleavage fracture which was transgranular brittle fracture at a reduction ratio of 60.7 %.According to the results achieved in this study, below calculated Tnr temperature, it appears that yield strength significantly increases while tensile strength slightly increases, and elongation decreases in some degree. DWTT and impact toughness values increases with increasing reduction ratio. Metallographic examinations show that final grain size decreases with increasing reduction ratio, and thereby confirm that fine grain sized microstructure increases toughness and strength together. Based on the trend of the experimental results of this study, it is expected further improvements on the mechanical properties when the reduction ratio increased beyond to max. reduction ratio (72.8 %) applied in this study. 136

Günümüzde insan gereksinimleri ve teknolojik ihtiyaçların birçok farklılık göstermesi nedeniyle yeni nesil katmanlı yapıların geliştirilmesine yönelik yapılan çalışmalar dikkat çekmektedir. Nano bilim, yüzey bilimi, polimer bilimi ve malzeme biliminin akademik ve ticari partnerleri yeni nesil uygulamalarda kullanılabilecek çok katmanlı yapıların geliştirilebilmesi için işbirliği yapmaktadır. Çünkü çok katmanlı ve çok fonksiyonlu yapılar aynı anda bileşenlerinden bağımsız yada daha da geliştirilmiş iletkenlik, termal özellikler, elektrokimyasal özellikler ve elektromanyetik dalgalara karşı koruma gibi pek çok özelliği bir üründe sunabilme imkanı yaratmaktadır. Bu yüzden, bu tarz çok katmanlı yapıların iletken nano kompozit tabanlı yapılar, iletken tekstiller, elektromanyetik kalkanlama materyalleri, boyalar, biyomedikal malzemeler, sensörler, çok katmanlı kapasitörler, IR dedektörleri ve holografik hafıza elemanları olarak kullanımına yönelik yapılan çalışmalarda ciddi bir artış görülmektedir. Özellikle teknolojinin gelişimine paralel olarak, hayatın her alanında, bir şekilde elektromanyetik dalgaların yarattığı kirliliğe maruz kalınmaktadır. Bu kirlilik canlının elektromanyetik dengesini bozmaktadır. Elektromanyetik dalgalar bu dengeyi bozarken vücuttaki dokuları ısıtarak ve kimyasal değişimlere yol açarak zarar vermektedir. Elektromanyetik dalgaların insan sinir hücreleri, beyin dokusu, DNA ve RNA hücre yenilenmesi, genler, bağışıklık sistemi ve metobolizma üzerindeki zararlı etkileri hakkında yapılan çalışmalar sonucunda, günümüzde yaşayan canlılar ve elektronikler üzerindeki direkt ve direkt olmayan etkileri açıkça bilinmektedir. Elektromanyetik radyasyonu azaltmak, sadece insan vücudu için değil, elektronik sistemlerin gelişimi, bilgilerin korunması, savunma sanayisinde, mikrodalga silah teknolojileri ve radarlar gibi pek çok sistem için de günümüzde elzemdir. Bu yüzden bu konuda disiplinler arası pek çok çalışma yürütülmektedir.Son yıllarda, yapıların elektriksel, manyetik, ısıl ve mekanik özelliklerini geliştirebilmek için altın, gümüş, titanyumdioksit, demir, bakır oksit, kobalt vb. gibi inorganik ferroelektrik /manyetik partiküllerin takviye olarak kullanıldığı çalışmalar yapılmıştır. Ferroelektrik malzemeler, polarizasyon prosesi yüzünden elektromanyetik dalgaları emebilirler. Günümüze kadar, kurşun tabanlı malzemeler üstün ferroelektrik ve mekanik özellikleri yüzünden bu alanda geniş bir kullanım alanı bulmuşlardır. Ancak toksik özellikleri yüzünden insan sağlığına ve çevreye verdikleri zararların araştırmalar sonucunda belirlenmesiyle beraber bu yapıların kullanımı kısıtlanmaya başlanmıştır. Bu yüzden araştırmacılar yeni malzeme arayışına girmiştir. İkinci dünya savaşında keşfedilmesinden sonra yüksek dielektrik, ferroelektrik, fotorefraktif ve pioza elektrik özellikleri yüzünden araştırmaların odak noktası olan baryum titanat (BaTiO3), özellikle sensör, çok katmanlı kapasitör, optoelektronik malzemeler ve holografik hafıza çalışmalarında kullanılmaya başlanmıştır. Sıcaklık değişimine göre beş farklı fazı olan baryum titanatın, hegzogonal ve kübik yapıları paraelektrik, tetrogonal, ortorombik ve rombohedral yapıları ise ferroelektrik özellik göstermektedir. Ferroelektrik özellikleri ve yüksek dielektrik özelliği yüzünden kurşun içermeyen malzemelere alternatif olan baryum titanat, yeni nesil elektromanyetik kalkanlama malzemelerinde kullanılmaya adaydır.Nano boyutlu baryum titanat partikülleri, makro boyutlara göre yüzey alanlarının genişliği yüzünden daha yüksek geçirgenlik ve dielektrik özellik göstermektedir. Diğer taraftan, baryum titatnatın bant genişliği miktarı yüzünden kalkanlama malzemesi olarak kullanımda yansıma kayıpları değeri istenen düzeylerde değildir. Eğer BaTiO3 iletken bir polimer ile kaplanırsa hem fizikokimyasal hem de elektromanyetik kalkanlama performansının geliştirilebileceği öngörülmektedir. İletken polimerler 1980'lerde konjuge sistemlerinden kaynaklanan, sarj transfer oranı ve elektrokimyasal yükseltgenme etkinliğine bağlı olan iletkenliklerinin keşfinden sonra, sentetik metallerin yeni bir sınıfı olarak teknolojide çok geniş bir uygulama alanı bulmuşlardır. Poliasetilen, polipirol, polianilin gibi metallere yakın iletkenlik gösteren pek çok iletken polimer sentezlenebilmektedir. Pirol türevleri suda çözünebilmeleri, yüksek reaksiyon etkinlikleri, elektriksel iletkenlikleri (doplandıklarında 100S/cm) ve düşük oksidasyon potansiyelleri yüzünden bu çalışmada katman olarak seçilmiştir. İletken polimerlere inorganik madde takviyesi pek çok istenen özellik sağlamakla beraber, genellikle işlenebilirliği zorlaştırmakta ve mekanik özellikleri etkilemektedir. İletkenlik, termal dayanım gibi özellikler, eğer esnek, maliyeti düşük ve geniş üretim alanı olan bir başka katmanın ilavesi ile geliştirilirse, yapıdaki bileşenlerin dağılımının kontrolüne bağlı olarak daha farklı özellikler yapıya kazandırılıp, mekanik özellikler ve işlenebilirlik özellikleri geliştirilebilecektir.Bu çalışmada, BaTiO3 partiküllerinin kalkanlama malzemesi oluşturması için, pirol türevlerinin kaplandığı çekirdek malzemesi olarak kullanılmasıyla, pirol türevlerinin iletkenlik, termal ve elektrokimyasal özelliklerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Ara katman malzemesi olarak seçilen akrilonitril kopolimeri yapının işlenebilirliğini ve esnekliğini geliştirerek, tekstil endüstrisinde kullanımına olanak sağlamak amacıyla tercih edilmiştir. Akrilonitril kopolimerleri günümüzde yüksek performanslı ürün uygulamalarında, lif, ince film ve kompozitler olarak, klasik ve teknik tekstil alanlarında, polimer elektrotlarda, kağıt yapımında, kaplamalarda, adhesiflerde, taşıt sektöründe ve plastik endüstrisinde oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir. Çok katmanlı nanopartikül-polimer kompoziti sentezi için uygulanan pek çok yöntem bulunmaktadır. Öz-kabuk nanomalzemeleri çekirdek ve kabuğun özelliklerinden bağımsız çok farklı, yeni özelliklerin geliştirilmesine olanak sağladığı için geniş bir ilgiye sahiptir. Farklı öz-kabuk oluşturma yöntemleri içerisinde emülsiyon polimerizasyonu kolay proses kontrolü, çözücü olarak su kullanılmasına bağlı olarak, çevreye daha az zararlı olması ve çok çeşitli ilave malzemelerinin sisteme kolayca adapte edilmesine bağlı olarak geniş bir tasarım olasılığı sunması nedeniyle tercih edilmektedir. Emülsiyon polimerizasyonu miseller üzerinden yürütülmektedir. Sulu ortamda, partiküller yüzey aktif maddeler tarafından sarılmış asılı parçacıklar oluştururlar. Bu parçacıklar misel olarak adlandırılmaktadır. Parçacıkların homojen yayılması ve polimerizasyonun her bir parçacık üzerinde meydana gelmesi sonucunda elde edilen ürünün partikül boyutu dağılımının düzgün olması sağlanmaktadır. Yüzey aktif maddeler taşıyıcı görevi yapmalarından dolayı emülsiyon sistemlerinin temelidir. Ayrıca yüzey aktif madde, son ürünün iletkenlik, stabilite, çözücülerde çözünme ve işlenebilirlik özelliklerini geliştirmektedir.Bu tezde üç farklı yayın sunulmuştur. Bu yayınlar sırasıyla, pirol türevleri (polipirol (PPy) ve politert butil 1-pirol-karboksilat (PTBPy))-poliakrilonitril-ko-metilakrilat kopolimeri P[AN-co-MA] -baryum titanat (BaTiO3) çok katmanlı öz kabuk yapısının in-sitü emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile dodesil benzen sülfonik asit (DBSA) yüzey aktif maddesi varlığında sentezi ve karakterizasyonu; daha sonra bu yapıların elektriksel ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi ve son olarak elde edilen iletkenlik ve kapasitif davranış verilerine göre nanokompozitlerin kumaşa kaplanması ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin incelenmesini içermektedir. Tezin ilk bölümü nanokompozitlerin sentezi ve karaterizasyonu hakkındadır. Öncelikle en iyi verim ve iletkenlik değerlerinin elde edilmesine olanak sağlayacak, optimum şartların ve oranların uygun pirol türevleri için belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bu yüzden pirol türevleri farklı monomer, yüzey aktif madde ve başlatıcı oranları için sentezlenmiştir. Yapılan denemeler sonucunda pirol ve tert butil 1-pirol-karboksilat monomerleri yüzey aktif madde olarak DBSA ortamında bizim sistemimize en uygun olan yapılar olarak seçilmiştir. İkinci aşama olarak, akrilonitril-ko-metilakrilat kopolimeri (%85-%15) emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir ve kopolimer üzerine pirol türevleri kaplanarak çift katmanlı yapının eldesi sağlanmıştır. Son adımda, emülsiyon polimerizasyonu yöntemi kullanılarak BaTiO3 – P[AN-co-MA] çift katmanlı nano kompozit öz- kabuk yapısı, BaTiO3 – PPy/TBPy çift katmanlı nanokompozit öz-kabuk yapısı ve BaTiO3 - poliakrilonitril-ko-metilakrilat - PPy/TBPy üç katmanlı nanokompozit öz- kabuk yapısı sentezlenmiştir. Sentezlenen bu nanokompozitlerin partikül boyutu, polimerizasyon verimi, kristal yapısı (XRD), kimyasal yapısı ((FT-IR ATR), (Raman), (UV-Vis), morfolojisi (SEM-EDX, TEM) ve termal özellikleri (DSC, TGA) sistematik bir şekilde incelenmiştir. Emülsiyon polimerizasyonu sonucunda homojen bir partikül boyut dağılımı elde edilmiştir. Partikül boyutlarının PPy ve PTBPy varlığında azaldığı gözlemlenmiştir. Spektroskopik analizler, baryum titanat çekirdek ile [P(AN-co-MA)]-PPy ve [P(AN-co-MA)]-PTBPy kabuk katmanları arasında kuvvetli bir etkileşimin olduğunu ve elde edilen yeni yapının farklı bir karakterinin olduğunu göstermiştir. Morfolojik analizlerde, yukardaki sonuçları destekler nitelikte polimer kabuk tarafından baryum titanat partiküllerinin kaplandığı açıkca görülmüştür.İlk bölümde üretilip karakterize edilen nano kompozitlerin elektrokimyasal davranışları ve elektriksel iletkenlikleri üzerinde her bir bileşenin ayrı ayrı ( BaTiO3, PPy, PTBPy ve [P(AN-co-MA)]) etkilerini incelemek için, nanopartiküllerin sulu emülsiyonlarının elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve elektriksel iletkenlik çalışması tezin ikinci bölümünde açıklanmıştır. Nano partiküllerin süspansiyonları ve emülsiyonları son yıllarda dağılım davranışları, kararlılıkları, ısı iletim mekanizmaları ve elektriksel iletim mekanizmaları açısından; kaplamalar, ısı iletim sistemleri, boyalar ve biyolojik tedavi ürünlerinde kullanımlarının geliştirilmesine bağlı olarak pek çok çalışmada incelenmektedir. Bu çalışmalar içerisinde suda dispers edilmiş emülsiyon çözeltilerinin elektriksel iletkenliği ile ilgili yapılan çok çalışma bulunmamaktadır. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve eşdeğer devre modellemesi (ECM) nanopartiküllerin BaTiO3, [P(AN-co-MA)], PPy, ve PTBPy varlığında elektriksel ve kapasitif özelliklerindeki değişimin, yük taransfer direnci ve spesifik kapasitans değerleri kullanılarak kıyaslanmasını sağlamaktadır. Eş değer devre modellemesi empedans davranışını simüle etmemize ve bu sayede elektro kimyasal davranışını açıklamamıza deneysel veriler ışığında olanak sağlamaktadır. Elektrokimyasal empedans verileri PPy kaplı nano kompozitlerin kapasitif özelliklerinin çok iyi olduğunu kapasitör gibi davrandıklarını ve kapasitans değerlerinin BaTiO3 varlığında arttığını göstermiştir. İletkenlik değerinin ise BaTiO3 ve P[AN-co-MA] arasındaki etkileşime bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Diğer yandan PTBPy kaplı nano kompozitlerde kapasitans değerinin BaTiO3 ve P[AN-co-MA] varlığında arttığı belirlenmiştir. Eşdeğer devre modellemesi deneysel EIS spektrası verileri varlığında değerlendirilmiş ve deneysel veriler ile öngürülen parametreler arasında 10−3 civarında bulunan Chi-square (χ2) değeri ile mükemmel bir uyum gözlemlenmiştir. Toplam şarj transfer direnci (Rct) değerindeki artış nanokompozitlerin boyut ve yüzey alanlarına bağlı olarak artmaktadır. Nanokompozit içeren emülsiyonun iletkenlik değerleri ölçüm sonuçları iletkenliğin BaTiO3, PPy, ve PTBPy ilavesine bağlı olarak arttığını göstermektedir. Atomik güç mikroskobu (AFM) ölçümleri BaTiO3-P[AN-co-MA]-PPy nanokompozitlerinin düzenli sıralanmış yarı küresel şekilli nodüller şeklinde olduğunu göstermiştir.Tezin son bölümünde BaTiO3 ve BaTiO3- P[AN-co-MA] kaplanmış kumaşlar üzerine in situ kimyasal polimerizasyon ile pirolun polimerleştirilmesi sonucunda çok katmanlı bir kumaş kompozit yapısı oluşturulmuştur. Elde edilen bu yapıların elektromanyetik kalkanlama etkinliği (EMSE), iletkenliği, kimyasal yapısı ve polimerizasyon etkinliği üzerinde yapıya katılan BaTiO3, PPy ve BaTiO3-[P(AN-co-MA)]'nin ayrı ayrı etkisinin gözlemlenebilmesi amacıyla spektroskopik ölçümleri, renk ölçümleri ve morfolojisi karakterize edilmiştir. Tekstil tabanlı kaplama alt katmanları geniş yüzey alanları, porlu yapıları ve mekanik özellikleri yüzünden pek çok avantaja sahiptir. Selülozdan oluşan pamuklu yüzeyler, tekstil tabanlı yapılar içerisinde binlerce yıldır tekstil endüstrisinde en çok kullanılan malzemedir. 2016 dünya lif kullanım verileri, tüm kullanılan tekstil liflerinin yaklaşık %36 sının selüloz tabanlı ve bunlarında %67 sinin pamuk lifinden oluşan yapılar olduğunu göstermektedir. Pamuk lifi kristalin yapısı, geniş yüzey alanı ve hidrofilik fonksiyonel hidroksil grupları yüzünden kaplama yada polimerizasyon proseslerinde yüksek verimlilik eldesi sağlamaktadır. Bilindiği üzere diğer tekstil ürünleri gibi pamuklu ürünlerde yalıtkandır. Elektromanyetik kalkanlama, elektromanyetik alanın iki saha arasındaki etkisinin kısıtlanması yani elektromanyetik dalgaların yolunun kesilmesi ve onların direncini kırma işlemi olarak belirlenebilir. Özel tasarlanmış tekstil yapıları farklı frekans aralıklarında ve farklı koruma etkinlik alanlarında (dB) %99'dan daha yüksek değerlerde koruma ile elektromanyetik kalkanlama sağlayabilmektedir. Elektromanyetik kalkanlama özelliği, yapının iletkenliği, manyetik geçirgenliği ve kompleks dielektirik içeriğinin maksimize edilmesi sonucu maksimum olur. Bu yüzden, kalkanlama özelliği olan tekstil yapılarının eldesi için öncelikle o yapının iletken olması ya da iletken hale getirilmesi gerekmektedir. Bu bölümde kaplanan ve pirolün üzerinde polimerleştirildiği kumaş kompozitlerinin kalkanlama özellikleri ASTM D4935-10 standartına göre cep telefonları, wireless, radarlar ve diğer elektronik cihazların çalışma frekanslarını içeren 15–3000 MHz frekans aralığında ölçülmüştür. Polipirol kaplanmış kumaşlar 2000-2300MHz aralığında en yüksek EMSE performansını göstermişlerdir. Diğer yandan, iletkenlik değeri PPy ve BaTiO3-P[AN-co-MA] ilişkisi ile artmaktadır. BaTiO3 kaplanan tüm kumaşların elektriksel iletkenliğinin kaplanmayanlara göre arttığı gözlemlenmiştir. Elde edilen iletkenlik ve kalkanlama sonuçlarına göre, sentezlenen nanokompozit tabanlı malzemelerin evlerde, temiz odalarda, laboratuvarlarda, hastanelerde, bebek odalarında kaplama malzemeleri olarak veya çalışma alanlarında perde, halı, askeri kıyafet, radar absorblama malzemeleri ve akıllı tekstil yada sensör uygulamalarında kullanılabileceği öngörülmektedir. Nowadays, due to requirement of humanity and technology, development of new multifunctional material researches have been receiving a revitalized interest. Academical, commercial, economical and ecological participants of nano technology, surface science, polymer technology and material science have been congregated for developing multifunctional materials for next generation applications. Multi layer nano-particle polymer composites exhibits several benefits like widely exchangeable properties due to polymer or particle type and obtaining multifunction on unique material such as conductivity, thermal resistivity, electrochemical and electromagnetic shielding efficiency. Therefore, multi layer nanoparticle-polymer composites and their coating on substrates researches have mostly interest for many applications such as conductive nanocomposite based materials, conductive textiles, electromagnetic shielding materials, paints, dyes, medical and biomaterials, sensors multilayer ceramic capacitors, and holographic memory materials. Electromagnetic shielding problem has emerged as a result of enormous and sophisticated increase in the application of electronic devices and equipment. Therefore electromagnetic waves have been one of the most important research areas for many multidisciplinary researches during the past decades because of their negative effects on the living tissues and electronic systems.For decades, many studies have been designed with a variety of ferroelectric/magnetic core particles such as gold, silver, titanium dioxide, ferrite, etc. for improving electrical, magnetic, thermal and mechanical properties of produced materials. Ferroelectric materials could emit electromagnetic radiations due to polarization process. Lead-based ferroelectric materials have excellent properties, however they are restricted for health and environmental issues due to their toxicity. Due to ferroelectric properties and high dielectric constant barium titanate (BaTiO3) should be used for developing electromagnetic shielding materials. Nano sized BaTiO3 is a ferroelectric material with high dielectric constant, high permittivity and a large propagation constant leading to a high value of attenuation constant due to the exploitation of the pronounced surface area to volume ratio. On the other hand , due to the bandwidth of the barium titanate, the value of the reflection loss is no more satisfactory. If BaTiO3 can be coated with conductive polymers, both the physiochemical properties and the electromagnetic shielding performance are expected to be improved. Conducting polymers are widely used in new material applications, since discovery of their inherent electrical conductivity due to conjugated system, which is closely connected to the charge transfer rate and electrochemical redox efficiency. Pyrrole derivatives were chosen in this study because, it can be dissolved in water and has high reaction efficiency, electrical conductivity (to 100 S/cm in doped form) and low oxidation potential. The addition of inorganic fillers to conductive polymers modifies desirable properties but this procedure often leads to poor processability and deteriorated mechanical properties. The conductivity and other desirable properties can be enhanced by adding another layer which has large manufacturing are, flexibility, and cost effectiveness. In this thesis BaTiO3 nanoparticles have been used as core to obtain high absorbing shielding material by combination with polypyrole derivatives, in order to enhance conductivity, thermal and electrochemical properties of conductive polymers. Also, Acrylonitrile (AN) copolymer has been chosen as shell material in this structure to improve processability and flexibility, so these structures can be used in textile industry. Copolymers of (AN) have found great interest for the different high-performance products applications as fibres, thin films and composites in conventional and technical textiles, polymer electrolytes, coating, adhesive and plastic industries.There are several methods for generating multi layer nanoparticle-polymer composites. Core-shell nanostructures have widely received attention because the material properties can be enhanced independently from core or shell contents properties; like electrical, mechanical, thermal and electrochemical properties. Core shell structures can be synthesized with different methods, but in this system emulsion polymerization technique has been chosen due to such desired properties; easy process control, water usage as solvent which make process environmentally friendly, additives can easily be used and there is a broad range of design possibilities. Emulsion polymerization is propagated in micelles and micro emulsion technique allows particles to transfer into spherical aggregates through the surfactant template. So firstly ceramic nanoparticles dispersed in the aqueous surfactant solution by stirring vigorously which is important for micro emulsion polymerisation. Also surfactant was used to improve the physical properties of polymers such as conductivity, stability, solubility in solvents and processability.In this thesis, three different publications are presented, which are respectively based on synthesis and characterization of polypyrrole derivatives –BaTiO3- polyacrylonitrile-co-methacrylate [P(AN-co-MA)] core shell nanocomposites by in-situ emulsion polymerization in the presence of dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) surfactant and then investigation of their electrical conductivity and electrochemical behaviour. In the last part of the thesis electromagnetic shielding efficiency of the coated fabrics were investigated due to obtained conductivity and capacitive behaviour of these nanocomposites.The first section of the thesis is about the preparation and characterization of core shell nanocomposites. Preliminary studies were performed for finding optimum conditions, derivatives, ratios to obtain best yield and conductivity. As a result of this step Pyrrole (Py) and Tert- butyl 1- pyrrole- carboxylate (TBPy) monomers were chosen and the best conditions were obtained. Then emulsion polymerization method was used to synthesize [P(AN-co-MA)] by using ammonium per sulphate (APS) in the aqueous medium. Lastly [P(AN-co-MA)]/ PPy derivatives core–shell nanoparticles were obtained by in situ emulsion polymerization process. At the last step of this section BaTiO3 -[P(AN-co-MA)], BaTiO3–PPy and PTBPy nanocomposites were synthesized by in-situ emulsion polymerization .Then particle size, yield, crystalline structure (XRD), chemical structure (FT-IR ATR) (Raman) (UV-Vis), morphology (SEM-EDX, TEM) and thermal properties (DSC, TGA), of the nanocomposites were fully characterised. Uniform particle size distributions of the nanocomposites were obtained. The size of the nanocomposites decreased with the increase of PPy and PTBPy concentrations. The spectroscopic characterizations during the formation of (BaTiO3-[P(AN-co-MA)]-PPy) and (BaTiO3- [P(AN-co-MA)]-PTBPy) nanocomposites demonstrated that there is a strong interaction between the [P(AN-co-MA)]-PPy and BaTiO3 and also [P(AN-co-MA)]-PTBPy and the BaTiO3. The morphological characterizations of the nanocomposites were indicated that efficient coverage was occurred for BaTiO3 nanoparticles with polymer shell.Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and electrical conductivity study of synthesised nanocomposites were performed in the second section of the thesis for investigation of individual effects of BaTiO3, PPy, PTBPy, and [P(AN-co-MA)] on obtained nanocomposite conductivity and electrochemical behaviour. (EIS) and equivalent electrical circuit modelling (ECM) were used to investigate the changes in electrical properties of nanocomposites in the presence of BaTiO3, [P(AN-co-MA)], PPy and PTBPy. ECM describes the electrochemical properties and simulates the impedance behaviour of the nanocomposites with charge transfer resistance (Rct), double layer and specific capacitance values of nanocomposites by usage of EIS data. The EIS data suggested that PPy nanocomposites act like capacitors and that capacitance values of nanocomposites were increased with BaTiO3, and conductivity increased due to the interaction between P[AN-co-MA] and BaTiO3. On the other hand, capacitance values of PTBPy nanocomposites were increased with P[AN-co-MA] and BaTiO3. The ECM was utilised using experimental EIS spectral data, and an excellent agreement between experimental results and the parameters was observed with Chi-square (χ2) around 10−3. The increase in total Rct value was found to be dependent on the size and surface area of nanoparticles. The conductivities of the nanoparticle containing solutions indicated that conductivity results have been enhanced by the addition of BaTiO3, PPy and PTBPy. Further, atomic force microscope (AFM) measurements illustrated that BaTiO3-P[AN-co-MA]-PPy nanocomposites show a good ordering of the aggregates and nodules with semi-circular shapes.In the last section of thesis, PPy was deposited separately on BaTiO3, BaTiO3-[P(AN-co-MA)] nanocomposite-coated fabrics by an in-situ chemical polymerization process. Electromagnetic Shielding Effectiveness (EMSE), electrical conductivity, chemical structure, colour measurements and morphology of fabrics were fully characterized and systematically studied for investigation of individual effects of BaTiO3, PPy and BaTiO3-[P(AN-co-MA)] on obtained fabrics' conductivity and shielding behaviour.Shielding properties were measured according to the ASTM D4935-10 protocol, in the frequency range of 15–3000 MHz which includes cell phone, wireless and other electronic equipment working frequency. PPy-coated fabrics showed the highest EMSE performance at 2000-2300MHz. The fabric conductivity values indicated that the use of BaTiO3 enhanced conductivity and PPy-BaTiO3 coated fabrics more conductive than PPy-coated fabrics. Conductivity increased due to the relationship between PPy and BaTiO3-P[AN-co-MA].Because of high electrical, capacitive and shielding properties, these synthesized nanocomposite based materials can be used in technical textiles such as covering materials of baby rooms, sensitive laboratories or other working areas such as carpets, curtains, military cloths, and radar absorbing materials. 118

Tandiş, çelik üretimde kullanılan çelik potaları ile slab kalıbı arasında bulunan ve sıvı çeliğin kalıba dökülmesinde kullanılan hazne olup aynı zamanda kalıp içerisine sıvı çeliğin dağıtımını sağlar. Tandiş, çeliğin mikro ve makro inklüzyonlardan arındırılması, sıcaklık ve kompozisyon kontrolünün artırılması ile temiz çelik üretmek amacıyla kullanılır. Bunun için de tandişte, sıvı çeliğin homojen dağılmasına yarayan ve ayrıca inklüzyonların yüzdürülmesini sağlayarak temiz çelik üretimine katkı sağlayan refrakter çarpma havuzları kullanılmaktadır. Bu amaçla Vesuvius firmasından temin edilen Turbostop adıyla da anılan hazır tandiş çarpma havuzları İsdemir slab tandişlerde kullanılmaktadır. Tandiş çarpma havuzu kullanımıyla tandişteki sıvı çeliğin akışının düzenlenip sıvı çeliğin homojen hale getirilmesi, havadan azot kapmalarının azaltılması ve böylece tandişteki inklüzyon sayısını azaltarak temiz çelik üretimine katkı sağlanması amaçlanmaktadır. Dünyada da tandiş tasarımlarında yaygın şekilde kullanılan, fiilen çalışan tandişlerin ölçeklendirilip laboratuvar koşullarında şeffaf tanklarda sıvı çelik su ile cürufun ise boyar madde ile simülasyon analizleri yapılmaktadır. İsdemir'de kullanılan slab tandişlere göre ölçeklendirilen tandiş çarpma havuzların, tandiş su modelleme başarılı sonuçlanmıştır. Tandiş su modelleme uygulaması sonucunda fiili ortamda incelenmesi amacıyla tandiş çarpma havuzu denemeleri yapılmıştır. Deneme süresince ilk olarak sıvı çeliğin pota metalurji istasyonundan kalıba dökülmesine kadar olan sürede havadan azot kapmaları incelenmiştir. İnceleme sonucuna göre azot kapmaların azalması ile ilişkilendirilebilecek veri elde edilememiştir. İkinci olarak tandiş çarpma havuzunun 35 ara vermeksizin ard arda dökümlerde yapısını koruyarak tandişteki homojen yapıya etkisi incelenmiştir. Döküm sonrası incelemelerde yapısını koruduğu gözlenmiştir. Üçüncü olarak üretilen çeşitli kalitelerdeki slabların sıcak haddeleme sonrasındaki bobinlerde makro inklüzyon sayısı analizi yapılmıştır. Devam eden süreçte ve aynı koşullarda analizde kıyaslama yapılabilmesi için tandiş çarpma havuzu kullanılmayan tandişlerde dökümler de değerlendirilmeye alınmıştır. ASTM E45 standardına göre bobinlerden makro inklüzyon numuneleri alınarak analizleri yapılmıştır. Analizlerin sonucunda bobin numunelerindeki makro inklüzyon çeşidi ve sayısına bakıldığında tandiş çarpma havuzu kullanılan ve kullanılmayan slab tandişlerde makro inklüzyonların azaldığına dair herhangi bir veriye ulaşılamamıştır. Ayrıca makro inklüzyon incelemesi sonrasında seçilen numunelerde elektron mikroskobu ile yapılan EDS analizinde inklüzyonların sülfit ve alumina oranlarının yüksek olduğu görülmüştür. Sonuç olarak 12 adet denemesi yapılan tandiş çarpma havuzu ile üretilen slablarda havadan azot kapma sayısında azalma ve haddelenen bobinlerde makro inklüzyon sayısında azalma ile ilgili olarak kıyaslanabilir bir fark görülmemiştir. Steel cleanliness is an important factor of steel quality and the demand for cleaner steels increases every year. The so-called clean steel generally is the steel in which the content of impurity elements, such as phosphorus, sulphur, total oxygen, nitrogen, hydrogen (including carbon sometimes) and inclusions are very low. The improvement of steel cleanliness has therefore become a more and more important subject in the development of ferrous metallurgical technology, and also an important task for the iron and steel producers. The demand for better mechanical properties of steels was urging steel producers to improve cleanliness of their final products. In order to obtain the satisfactory cleanliness of steel it is necessary to control and improve a wide range of operating practices throughout the steelmaking processes like deoxidant and alloy additions, secondary metallurgy treatments, shrouding systems and casting practice.Continuous casting transforms molten metal into solid on a continuous basis and includes a variety of important commercial processes. These processes are the most efficient way to solidify large volumes of metal into simple shapes for subsequent processing. Continuous casting is distinguished from other solidification processes by its steady state nature, relative to an outside observer in a laboratory frame of reference. The molten metal solidifies against the mold walls while it is simultaneously withdrawn from the bottom of the mold at a rate which maintains the solid / liquid interface at a constant position with time. The process works best when all of its aspects operate in this steady-state manner.Molten metal, from some nearby source, is poured into a tundish. Tundish is a reservuar at steelmaking process that located between ladle and slab mold and keeps pouring molten steel to mold as well deliver molten steel into mold. This particular casting operation uses the force of gravity to fill the mold and to help move along the continuous metal casting. It is the job of the tundish to keep the mold filled to the right level throughout the manufacturing operation. Since the metal casting is constantly moving through the mold, the tundish must always be supplying the mold with more molten metal to compensate. During the transfer of metal through the tundish, molten steel interacts with refractories, slag, and atmosphere. Thus, proper design and operation of a tundish are important for delivering steel of correct composition, quality, and temperature. Tundish is used for producing clean steel with decontaminating macro and micro inclusions in steel and improving control of temperature and composition. The main causes for inclusion formation and contamination of the melt include reoxidation of the melt by air and carried over oxidizing ladle slag, any metal splash are heavily reoxidized by the ambient air, entrainment of tundish and ladle slag, and emulsification of these slags into the melt. These inclusions should be floated out of the melt during its flow through the tundish before being teemed into the mold. the mold entrance may be filled with an inert gas such as argon. Both the reoxidation and the slag entrainment generate harmful macro oxide inclusions. Deoxidized melt is commonly refined in the ladle to trim temperature and chemical composition and to remove deoxidation products. Ladle refining usually removes most of the large indigenous inclusions, leaving only a small amount of inclusions of up to 20-50 μm in diameter suspended in the melt. Inclusions greater than about 50 μm, often of exogenous origin, may be called macro inclusions. Inclusions smaller than about 50 μm, mostly of indigenous origin, and small agglomerates of the indigenous inclusions may be called micro inclusions.In tundishes, refractory impact pads are used to produce clean steel with dispersing molten steel homogeneously and float inclusions. Ready to use tundish impact pads are also known as Turbostops. Designed to redirect steel upward and outward for enhanced steel residence time in the tundish and prevent short circuiting to the closest strand. Also used for optimized drainage and yield enhancement for multiple radical grade change sequences. The tundish impact pad includes a base having a base surface with a conical impact surface area establishing an apex, a sidewall, and a top wall extending inwardly relative to the sidewall to terminate at an inner edge establishing a mouth opening spaced above and centered relative to the apex. The top wall includes a lip sloping radially inwardly and downwardly towards the conical impact surface. The top wall of the tundish impact pad features a lower surface that, collectively with the base surface and a continuous inner surface of the sidewall, establish a continuous annular chamber configured to reduce turbulence of an incoming ladle stream of molten liquid steel. The tundish impact pad is made of a high alumina material suitable for the intended use in a caster tundish for molten steel processing. High alumina material have high impact and abrasion resistance, high hot strength and refractoriness, and good castability.It has simulated melt flow and inclusion removal aspects by physical models before actually using the design in industrial production. In physical modeling, a low temperature aqueous analog, generally water, is used to represent molten metal in a tundish. Water flow in a transparent model tundish can be used to observe melt flow physically taking place in an actual tundish. In physical modeling, 1/3 reduced scale tundish model may be designed based on appropriate Froude similarity criteria in which the flow of molten metal is simulated by the flow of water. Isdemir supplies slab turbostops from Vesuvius Refractory Company. The supplied tundish impact pads are used for controling molten steel flow and homogeneous liquid steel formation in order to produce clean steel. By controlling the molten steel flow the vortex formation can be decreased and these will cause decreased nitrogen pick up from air and reduced inclusions. For demonstrating molten steel behaviour at tundishes water modelling is used. At this model in a transparent vessel molten steel is simulated with water and slag is simulated with dye. By scaling actual tundish at labaratory condition we can predict slag and steel behaviour in a tundish. According to water modelling test result, fastest transition at ladle change, less surface turbulances at ladle change and supresses splashing at start of casting has occur. Water modelling test results at tundishes that were using turbostops for İsdemir was resulted successfuly. After successful results, it has been decided to use tundish impact pad at actual condition. 12 tundish impact pad was ordered for trial. Measurement was made with OES 4460 optical emission spectrum which measure spectrumof frequencies of electromagnetic radiation emitted due to an atom or molecule making a transition from a high energy state to a lower energy state. They were measured from ladle furnace and tundish mold chemical compositions. 15 tundish impact pad specimens were aligned ASTM A53 10 Grade A steel chemical composition and they all were in range of chemical composition.At first trial in elapsed time between ladle furnace station until the pouring period nitrogen pick up of molten steel is analysed. 12 tundish impact pad was used for trial. But one of them couldn't be used because of operational condition. Measurement was made LECO TC500 which measure oxjgen and nitrogen pick up amount in tundish using infrared light. Nitrogen pick up measurement was taken from ladle furnace and tundish mold. As a result of nitrogen pick up measurement there wasn't any difference between mold nitrogen pick up amount and ladle furnace nitrogen amount. The nitrogen pick up analyse result did not show any significant change associated with tundish impact pad useage. At second trial the durability of tundish impact pads is examined after 35 heats. 12 tundish impact pad was used for trial. But one of them couldn't be used because of operational condition and one of them couldn't be used due to tandish impact pas was worn off by calcium added steel melt rapidly. After 35 heats it has been monitored that tundish impact pad is still preserved its' original form and there is no significant wearage. After 35 heats traditional tundish impact pad was floating on melting steel at tundish and for this reason wasn't preserved its' original form.At third trial, macro inclusion severity is investigated for different quality slabs after coil production. Along trial ASTM A53 10 Grade A steel was used due to its quality steel rather than the appearance of the mechanical properties is important because it is used in tinned sheet production. Macro inclusions after acid lowers product quality and galvanizing processes become visible and in some cases for examination was made of the steel due to be scrapped. Measurement was made Parysetc which measure defecting images by image merging and by using the extended dynamic range based on the superior image quality captured from the sensor hardware. When macro inclusion on coil was observed they was left off and sent to labaratory. They were measured with optical miscroscope which analyze area via Clemex Cir software. They were analysed 4 tundishes without impact pad and 11 tundishes with impact pad. As a result of analyse most of macro inclusions were D type globular inclusion like calcium alumina slicate they werent observed any decreasing amount of macro inclusion.Tundishes without impact pads compared with used ones at continuing process in same condition. Macro inclusion samples taken from coils were analysed according to ASTM E45 standarts. Analyse results showed similar inclusion content results between tundish impact pads used tundishes and unused ones.In addition, after macro inclusion test sulfide and alumina substance in inclusion severity is measured with SEM EDS analysis. Measurement was made JEOL JSM 6510 scanning electron microscobe which produces images of a sample by scanning it with a focused beam of electrons and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) that a method used to determine the energy spectrum of X-ray radiation. High level of sulfide and alumina is dedected. After different trials no substantial data was achieved that showing decreasing nitrogen pick up from air and macro inclusion severity.As a result they were used 12 tundish impact pad for trial. Firstly there was no any substanial data was achieved that showing decreasing nitrogen pick up from air. Secondly After 35 heats tundish impact pad is still preserved its' original form and there is no significant wearage. Thirdly there was no any substanial data was achieved that showing decreasing amount of macro inclusion on coils. At last they were observed that most of inclusion were D type globular inclusions. 101

Bu tezin amacı altlık malzemenin sertliği, altlık malzemenin yüzey pürüzlülüğü ve nozül-altlık arası mesafe parametrelerinin soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemi ile yapılan kaplamaların özelliklerine etkisini incelemektir. Altlık sertliğinin kaplama oluşumu üzerindeki etkisini irdelemek için farklı ısıl işlemler uygulanarak farklı sertliklere sahip bakır altlık malzemeleri elde edilmiştir. Altlık malzemenin yüzey pürüzlülüğünün kaplama oluşumu üzerindeki etkisini incelemek için çeşitli metalografik işlemlerle farklı ortalama yüzey pürüzlülüklerine sahip altlık malzemeleri elde edilmiştir. Nozül-altlık arası mesafenin kaplama üzerindeki etkisini incelemek için dört farklı uzaklık değeri seçilmiştir. Bu çalışmada küresel bakır tozları (d=10 μm, %99,9) yüksek saflıktaki Cu altlıkların üzerine soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle kaplanmıştır.Çalışma gazı olarak 6 bar basınca sahip sıkıştırılmış hava kullanılmıştır. Sıkıştırılmış havanın sıcaklığı 400-600 ℃ arasında değişmiştir. Kaplamaların karakterizasyonu mikroskobik incelemeler, sertlik, yapışma mukavemeti ve elektrik iletkenliği ölçümleri ile yapılmıştır. Mikroyapısal karakterizasyon optik ile taramalı elektron mikroskop incelemeleri ve X-ışınları difraksiyon analizleriyle gerçekleştirilmiştir. The aim of this thesis is to investigate parameters affecting cold spray process: (i) substrate hardness (ii) substrate surface roughness (iii) standoff distance. To investigate the effect of substrate hardness on coating formation, different substrate hardness values were obtained by different heat treatments. To investigate the effect of substrate surface roughness on coating formation, four substrates having different average surface roughness was obtained via various metallographic sample preparation process. To investigate the effect of the standoff distance on coating formation, four different distance values were selected. Spherical Cu (d=10 μm, 99.9%) powders were sprayed on high purity Cu substrates. Compressed air at a nozzle inlet pressure of 6 bar was used as a process gas. Compressed air temperature varies between 400-600 ℃. Characterization of coatings were carried out by microscopic investigations, hardness, bond strength and electrical conductivity measurements. Microstructural characterization was carried out by optical and scanning electron microscope examinations and X-ray diffraction analyses. 96

Bu çalışmada cevher kırıcıları, öğütücü değirmen bilyeleri, çeşitli astarlar, tarım alet ve makinaları, pistonlar ve dişlileri, çeşitli konveyörler, greyder bıçakları, pompalar, diskler, tuğla kalıpları, segmanlar ve çubuklar, madencilik ve mineral sanayi gibi yüksek aşınma direnci gerektiren yerlerde kullanılan malzemeler incelenmiştir.Bu tez çalışmasında, yüksek kromlu beyaz dökme demir, yüksek kromlu çelik ve yüksek manganlı çelik malzeme gruplarına ait ve üç farklı yöntemle soğutma işlemine tabii tutulmuş numuneler kullanılmıştır. Yüksek kromlu beyaz dökme demirler grubunda dört adet numune mevcut olup, C miktarları %2.84 ve %3.16 iken Cr miktarları sırasıyla %25.8 ve %20.2' dir. Isıl işlem sonrası soğutma şekilleri ise havada, yağda ve fan ile olmak üzere farklılık göstermektedir. Yüksek kromlu çelikler grubunda üç adet numune mevcut olup, C miktarları %0.4 ve %1.53 iken Cr miktarları sırasıyla %7.38 ve %13.4' tür. Isıl işlem sonrası soğutma şekilleri ise yağda ve fan ile olmak üzere farklılık göstermektedir. Son olarak, manganlı çelikler grubunda ise iki adet numune mevcut olup, C miktarları %1.16 ve %1.34 iken Cr miktarları sırasıyla %0.37 ve %1.8, Mn miktarları ise yine sırasıyla %11.6 ve %17' dir. Isıl işlem sonrası soğutma şekilleri ikisinde de aynı olup, suda soğutmadır. Bu çalışmanın amacı, kırıcı ve öğütücülerde uygulama alanı bulan bu malzemelerin, yapı, mekanik özellikler ve aşınma davranışlarının bir bütün olarak incelenmesidir.Yapılan deneysel çalışmalarda, mikroyapısal karakterizasyon için, her bir malzemenin metalografi numuneleri hazırlanmış ve bu numuneler üzerinde optik mikroskop kullanılarak mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Numuneler üzerinde ayrıca XRD analizi gerçekleştirilmiştir. Numunelere aynı zamanda sertlik, aşınma, çekme, çentik darbe gibi mekanik testler uygulanmıştır. Darbe deneyi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri ise kırılma karakteristiğini belirlemek amacıyla SEM ile incelenmiştir. In this study, the materials which are primarily used for abrasion resistant applications such as slurry pumps, ore classifiers, brick molds, impeller blades and liners for shot blasting equipment, refine disks in pulp refiners, impact hammers, roller segment and ring segment in coal grinding mills, feed and lifter bars and mill liners in ball mills for hard-rock mining, tillage tools, bucket teeth, scraper blades, screw conveyors and grain handling equipment, are investigated.In this project work, high chromium white cast iron, high chromium steel and high manganese steel materials which have three different cooling type after heat treatment were used. In the high-chromium white cast iron group, the four samples are available, which consist 2.84% and 3.16% C, respectively, while 25.8% Cr and 20.2% Cr. The cooling type after heat treatment varies, as in the air, in the oil and with fans. In the high chromium steels group, three samples are available, which consist 0.4% C and 1.53% C, respectively, while 7.38% Cr and 13.4% Cr. The cooling type after heat treatment varies, as in the oil and with fans. Finally, in manganese steels group, two samples are available, which consist 1.16% C and 1.34% C, respectively, while 0.37% Cr and 1.8% Cr and respectively again, 11.6% Mn and 17% Mn. The cooling type is the same for both two specimens, as water-cooling. The aim of this study is that to investigate structure, mechanical properties and wear behaviors of these materials which are used in crushers and grinders.In the experimental studies, for microstructural characterization, metallographic samples of each material were prepared and microscopic examinations with optical microscope have been performed on these samples. Additionally, XRD analysis was performed on the samples. Also various mechanical tests have been performed on these samples, such as hardness, abrasion, tensile and impact test. To determine the characteristic of fracture and mechanism, fracture surfaces of the impact test samples were examined by using SEM. 95

Alüminyum metalinin endüstrileşmesi Türkiye'de 1950'li yıllarda başladı. Alüminyum uygulamaları da 20. yüzyılın ikinci yarısında bina doğramaları (kapı, pencere), mutfak eşyaları ve elektrik enerjisi naklinde kullanılan iletkenlerin yapımı ile başladı.Gelişmiş ülkelerle karşılaştırıldığında, alüminyumun ülkemizde göreceli olarak kısa bir geçmişi var. 1956 yılında çok küçük ve az sayıdaki atölyede 100 ton kadar alüminyum işlendiği biliyoruz. 1960'lı yıllardan itibaren özellikle dayanıklı tüketim mallarının üretimine başlanması ve otomotiv sektöründeki gelişmelerle beraber alüminyuma olan talep de artmaya başladı. 1974 yılında, bir devlet kuruluşu olan Etibank Seydişehir Alüminyum Tesisleri'nin birincil alüminyum üretimine geçmesiyle birlikte ülkemizdeki alüminyum sanayi de önemini artırmaya başladı.70'li yılların başlarında elektrik enerjisi yetersizliği nedeniyle talebe cevap verebilecek kadar metal üretilememesi, birincil alüminyumun (hammadde) üretimini ve bu endüstrinin gelişmesini kısıtladı. Ülkemizin tek hammadde üreticisi olan bu tesisin yıllık üretim kapasitesi halen yıllık 60.000 tondur.Alüminyum, ülkemizde çelikten sonra en çok tüketilen malzemedir. 2011 verilerine göre toplam alüminyum sektöründe faaliyet gösteren firmaların toplam üretim kapasitelerinin 1.400.000 ton civarında olduğu tahmin edilmektedir. 2008 yılı verilerine göre Türkiye'de kişi başına alüminyum tüketimi 7,8 kg iken 2011 yılında 10,5 kg seviyesine gelmiştir. Tüketimin kişi başına yılda 30 kg seviyelerine çıkmasının beklendiği göz önünde bulundurulduğunda sektörün geleceği oldukça parlak gözükmektedir.Alüminyum başta ulaştırma, inşaat ve ambalaj sektörlerinde olmak üzere yeni teknolojilerin de etkisiyle kullanımı giderek artan bir ürün olarak 21. yüzyıl metali olarak görülmektedir. Bunların dışında otomotiv, uçak, vagon yapımı, elektrik, tel ve kablo üretimi, savunma sanayi, makine ve elemanları ile metalurji alanlarında yaygın kullanımı vardır. Basınçlı döküm yöntemi ise sıvı metalin basınç altında metal kalıba doldurulması yoluyla elde edilen döküm yöntemidir. Alüminyum esaslı malzemelerin üretiminde önemli bir yere sahiptir. Dövme yöntemi ile kıyaslandığında çoklu sayıda üretilen parçalarda maliyet ve işçilikte önemli avantaj sağlayan bir döküm yöntemidir.Bu çalışma 6082 alüminyum alaşımı ile dövme metodu ile yapılan tabanca gövdesinin uygun hammadde ile basınçlı döküm yöntemi kullanılarak üretilmesi ve incelenmesini kapsamaktadır. Bu amaçla öncelikle hammadde tedarikçileriyle irtibata geçilmiş olup en uygun hammadde için deneyler yapılmıştır. 6082 dövme alaşımından üretilen silah gövdesinin tüm özellikleri irdelenmiş olup buna yakın özelliklere sahip hammadde araştırımış ve basınçlı döküm ile üretilmiştir. Bu sayede hem üretim hızında artma, hem de işçilik maliyetleri azaltılması amaçlanmıştır. Parça boyutunun, ağırlığının basınçlı döküme uygun olması ve maliyette ciddi bir avantaj sağlaması üretimin planlanmasını mümkün kılmıştır. In Turkey, aluminum industry starts in 1950. After that in 20. Century it's uses in door, window, kitchen appliances and electrical power system.Comparative to other countries, Turkey have a short story about aluminum. In 1956, there are few companies and their capacities only 100 tons. After develope automotive sectors in 1960,it's cause increasing the need of aluminum. In 1974, Etibank Seydişehir Aluminum company start produce primary aluminum and aluminum indusrty develop quickly.Beginning of the 1970's, due to lack of electricity, aluminum industries output decrease. For aluminum sector, Our country's only manufacturer of raw materials Etibank Seydişehir Aluminum companies capacity is 65.00 tons/year now. In our country, aluminum is the most consumed material after steel. According to 2011 data, All of companies which is in aluminum sector, their capaties about 1.400.000 tone. On the other hand, in 2008 per capita consumption of aluminum about 7,8 kg, but in 2011 this consumption is about 10,5 kg. In future aluminum consumption expect that rise to 30 kg. Aluminum generally uses transportation, building and packing sector and this use increases from year to year. Also aluminum use automobile, aircraft, electrical, cable, military, machine, metallurgy industry.Globally, recycling of aluminium products is being emphasized as a facilitator of future growth of the industry. Products such as cans, aluminium foils, plates and automotive components can be easily recycled thereby saving energy and reducing greenhouse emissions; it is interesting to note that more than 63% of all aluminium cans are recycled worldwide. Recycling of aluminium uses only 5% of the energy required for primary production and emits just 5% of the greenhouse gases. Die casting equipment was invented in 1838 for the purpose of producing movable type for the printing industry. The first die casting-related patent was granted in 1849 for a small hand operated machine for the purpose of mechanized printing type production. In 1885, Otto Mergenthaler invented the linotype machine, an automated type casting device which became the prominent type of equipment in the publishing industry. The Soss die-casting machine, manufactured in Brooklyn, NY was the first machine to be sold in the open market in North America. Other applications grew rapidly, with die casting facilitating the growth of consumer goods and appliances by making affordable the production of intricate parts in high volumes. In 1966, General Motors released the Acurad process. Traditionally cast in hand jerk moulds now predominantly die cast after the industrialisation of the type foundries. Around 1900 the slug casting machines came onto the market and added further automation with sometimes dozens of casting machines at one newspaper office.Die casting method is, metal mold filled with liquid metal under pressure, obtained by the casting method. For product alumınum-based material, die casting method is very important and usefull. As compared with forging method, for to produce multiple number of material, die casting method more advantageous than the other casting methods.The casting equipment and the metal dies represent large capital costs and this tends to limit the process to high volume production. Manufacture of parts using die casting is relatively simple, involving only four main steps, which keeps the incremental cost per item low. It is especially suited for a large quantity of small to medium sized castings, which is why die casting produces more castings than any other casting process. Die castings are characterized by a very good surface finish and dimensional consistency.Two variants are pore-free die casting, which is used to eliminate gas porosity defects; and direct injection die casting, which is used with zinc castings to reduce scrap and increase yield.The following are the four steps in traditional die casting, also known as high-pressure die casting, these are also the basis for any of the die casting variations: die preparation, filling, ejection, and shakeout. The dies are prepared by spraying the mold cavity with lubricant. The lubricant both helps control the temperature of the die and it also assists in the removal of the casting. The dies are then closed and molten metal is injected into the dies under high pressure; between 10 and 175 megapascals (1,500 and 25,400 psi). Once the mold cavity is filled, the pressure is maintained until the casting solidifies. The dies are then opened and the shot (shots are different from castings because there can be multiple cavities in a die, yielding multiple castings per shot) is ejected by the ejector pins. Finally, the shakeout involves separating the scrap, which includes the gate, runners,sprues and flash, from the shot. This is often done using a special trim die in a power press or hydraulic press. Other methods of shaking out include sawing and grinding. A less labor-intensive method is to tumble shots if gates are thin and easily broken; separation of gates from finished parts must follow. This scrap is recycled by remelting it. The yield is approximately 67%.The high-pressure injection leads to a quick fill of the die, which is required so the entire cavity fills before any part of the casting solidifies. In this way, discontinuities are avoided, even if the shape requires difficult-to-fill thin sections. This creates the problem of air entrapment, because when the mold is filled quickly there is little time for the air to escape. This problem is minimized by including vents along the parting lines, however, even in a highly refined process there will still be some porosity in the center of the casting. Most die casters perform other secondary operations to produce features not readily castable, such as tapping a hole, polishing, plating, buffing, or painting.Aluminium alloy 6082 is a medium strength alloy with excellent corrosion resistance. It has the highest strength of the 6000 series alloys. Alloy 6082 is known as a structural alloy. In plate form, Aluminium alloy 6082 is the alloy most commonly used for machining. As a relatively new alloy, the higher strength of Aluminium alloy 6082 has seen it replace 6061 in many applications. The addition of a large amount of manganese controls the grain structure which in turn results in a stronger alloy.Silicon content between 9,5 to 11,5% offers good castability and excellent die-filling capabilities. This is important when large parts are cast or when complicated die designs have to be filled. Since silicon expands during solidification, lower shrinkage behaviour and hot tearing tendencies are avoided compared to other alloys systems. The eutectic silicon is modified by strontium. This is very important for ductility because strontium additions change the silicon morphology from a blocky or lamellar type into a more coral like form. Strontium will enhance hydrogen pick-up in the melt requiring an efficient melt cleaning device such as impeller technique. This will keep hydrogen content low decreasing porosity and providing good weldability. Besides silicon, manganese and magnesium have the most important influence on resulting properties. Experiments were carried out to optimise the manganese content and to evaluate magnesium content to improve ductility. It was established in the literature, that manganese lowers ductility in an AlSiMg alloy when its content exceeds 0,2%. For this reason, manganese was not recommended as an addition to high-pressure die-casting alloys to substitute iron or as a combination with iron. To get a better understanding of the performance, a series of tests were carried out with different manganese content ranging from 0,04% to 1,2%.Magnesium was added in the range of 0,003 up to 0,1%. The manganese content was kept at the optimum level of 0,6% and the strontium content of 120 ppm which provides a good modification of the eutectic silicon. A test sample with dimension of 220 mm x 60 mm x 3 mm was cast to determine mechanical properties. The test plate was cast in a single cavity die. Again, a 400 t die-casting machine was used with an adapted forced venting system. The melt was degassed by using spinning nozzle techniques and the quality was checked with the lowpressure test. Before degassing density index was observed to be between 3% and 5%. After treatment a density index was less than 2%. No dependency between magnesium content and resulting density indices could be observed.The purpose of this study, gun body's product from 6082 alloy with forging method, we intend to produce gun's body with die casting method. For this purpose, we search to raw material for die casting method which is have suitable property like 6082 alloy. And with this kind of aluminum raw material we use die casting method and we produced gun's body with die casting.With die casting method for gun's body, we aim that increase production rate and reduce labor costs. Also, gun's body size and weight very suitable for die casting method.During the formation of theses, firstly we choose suitable raw material and observe the mold design. And we aim sent to company smoothly. 75

Tez çalışmasında mevcut durumda yerli üretimde bulunmayan DC04ED kalite soğuk haddelenmiş emaye çeliğinin geliştirilmesi kapsamında Sürekli Tavlama Yöntemi ile üretilen emayeleme ve konvansiyonel çift kat emayeleme prosesine uygun IF bir emaye çeliğinin üretilmesi hedeflenmiştir. Tez kapsamında geliştirilen emaye çeliğinde olması beklenen iki ana özellik balık puluna karşı dirençli olması ve iyi şekillendirebilirlik için belirli mekanik beklentileri karşılıyabiliyor olmasıdır. Deneysel çalışmalar kapsamında deney tasarımı yöntemi kullanılarak 2 farklı analizde 4 dökümden 16 adet bobin üretilmiş bobinlerden sıcak haddelenmiş, soğuk haddelenmiş ve tavlanmış-temperlenmiş numuneler alınmıştır. Aynı zamanda firmalarda yapılan denemelerde bulunularak preslenmiş ve emayelenmiş parçalardan numuneler alınmıştır. Üretilen bobinlerin emaye prosesine uygunluklarını değerlendirmek amacıyla yapılan mekanik (çekme, çökertme, sertlik, kulaklanma, pürüzlülük), kimyasal analiz, mikro yapı ve yüzey karbonu analizi test sonuçları ve emaye performans test sonuçları verilmiştir. Sonuç olarak üretilen bütün bobinlerin emayeleme işlemine uygun oldukları görülmüştür. EN 10209 standartına göre DC04ED kalitesine uygun olan bobinler ve üretim koşulları belirlenmiştir. Yapılan denemeler başarılı olarak sonuçlanmış ve firmalardan onay alınmıştır. Geliştirilen çeliğin ERDEMİR-7514 Kalitesi olarak yerli seri üretime geçirilmesine karar verilmiştir. Within the scope of this thesis project was aimed to improve a low carbon deep drawing quality enamelling steel that is suitable for conventional double-layer enamelling process by using Continuous Annealing Method.Modern steel is generally identified by various grades defined by assorted standards organizations. For the definition and grading enamelling steel there is a quality specification called : EN 10209 standart. EN 10209 standart 'Cold rolled low carbon steel flat products for vitreous enamelling' describes the criteria that steel grades must meet to be defined as suitable for vitreous enamelling and also the test methods used to determine suitability for enamelling (hydrogen permeation, iron loss for steel intended for direct-on white enamelling, and enamel adhesion test). Enamelling steel grade has to meet mechanical requirements besides good adhesion to enamel and resistance to formation of enamel defects. The production of enamelling steels must favour the eventual formation of sufficient hydrogen traps. As part of experimental studies 16 coils produced from 4 different casting and 2 different chemical analysis according to design of experiment method.These coils are hot rolled, cold rolled, contiounuosly annealed and tampered, respectively. Thoughout the process head-middle-end coil samples were collected. Afterwards, coils were transfered to household appliances companies at where these coils pressed and enameled. Samples were prepared from coils for mechanical testing (tensile test, erichsen cupping test , hardness test, earing test, roughness test ), chemical analysis, microstructure and surface carbon analysis together with enamel performance testing in order to evalute steel suitability for enamelling. As a result, it has been found that all coils are suitable for enamelling. As target of this study, coils that are suitable for DIN EN 10209 Standart DC04ED were selected and production conditions were determined. Trials took place in household appliances companies succesfully whereupon approvals has been taken from companies for these steel grade. Consequently it has been decided that this steel is a mass producible new steel product under the name of ERDEMİR-7514 steel grade. In status quo enamel and many other steel grades are imported from abroad. I sincerely wish for my thesis will help to vernacularize these steel grades whereby added value will stay in our country and to contribute our national technological development. 179

Bu çalışmada önce ESD ile St37 çelik yüzey üzerine alüminyum kaplamak, böylece çelik yüzeyi MAO yöntemi için uygun hale getirmek, ardından MAO yöntemi uygulayarak yüzeyde alüminyum oksit tabakası elde ederek aşınma direnci ve korozyon direnci daha yüksek ve sertliği daha fazla olan bir yüzey elde etmek amaçlanmıştır. Bu bağlamda en uygun proses parametrelerini belirlemek için önce proses üzerinde çalışılmış; ESD için gerekli en uygun pulse parametreleri ve MAO için gerekli en uygun çözelti belirlenmiş ve bu belirlenen parametreler kullanılarak kaplama gerçekleştirilmiştir. Ardından kaplanan numuneler SEM/EDX, XRD ile karakterize edilmiş; aşınma, sertlik, çizik, Rockwell C ve korozyon deneylerine tabi tutulmuştur. In this study, firstly St37 steel surface was coated by the aluminum coating with ESD method, so that the aluminium coating was made it suitable for MAO method, and then by applying the MAO method, it was intended to obtain a surface which would show more wear resistance, higher hardness and more corrosion resistance. In this context, it is executed on the process previously to determine the appropriate process parameters; ESD pulse parameters which were necessary for the proper process and solution of MAO which was also necessary for the proper solution were determined and the coating was carried out using these parameters which were specified. Then, coated samples were characterized by SEM/EDX, XRD and wear, hardness, scratch, Rockwell C and corrosion experiments were carried out. 101

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Bu çalışmada, hammadde olarak Al2O3, SiC ve TiC ile harmanlanmış saf Al tozu kullanılarak kompozit kaplamalar, soğuk gaz dinamik püskürtme (SGDP) yöntemiyle düşük karbonlu çelik altlık yüzeylerine kaplanmıştır. Besleme haznesindeki her bir seramik harmanında Al tozu içeriği ağırlıkça %10 kadardır. Farklı bağ yapılarındaki seramik/metal kompozit kaplamalar ve onların farklı sıcaklıklardaki ısıl işlemleri sonucunda porozite, mikrosertlik, aşınma direnci ve korozyon dayanımları incelenmiştir. Elektrokimyasal testler %3,5 lik NaCl çözeltisi içinde kaplamaların korozyon davranışının üzerinde ısıl işlem sıcaklığının etkisini değerlendirmek için gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar gösteriyor ki 600 oC de ısıl işlem uygulanmış SiC katkılı kompozit kaplama diğer test edilen kaplamalar arasındaki en düşük porozite, düşük karbonlu çelik altlığa en iyi bağlanma, en yüksek mikrosertlik, en iyi aşınma direnci ve en iyi korozyon dayanımına sahiptir. Tüm kaplamaların korozyon akım yoğunlukları birbirleri ile benzerlik göstermektedir., Composite coatings using pure Al powder blended with Al2O3, SiC and TiC as feedstock were deposited on low carbon steel substrates by cold spray (CS). The content of Al powder in the feedstock was 10wt.%,respectively. The effects of different ceramics types and their effects of variation at heat treatment temperatures, which are 400 oC, 500 oC, 600 oC and 700 oC, on the porosity, microhardness, wear resistance and corrision resistance of the coatings were studied. Electrochemical tests were carried out in neutral 3.5 wt.% NaCl solution to evaluate the effect of heat treatment temperatures on the corrosion behavior of the coatings. The results showed that SiC composite coating which are heat treated at 600oC possessed lower porosity, more effective bonding to low carbon steel substrate, higher microhardness and higher wear and corrasion resistances than the other cold sprayed composite coatings. The corrosion current densities of the composite coatings were similar., Yüksek Lisans, M.Sc.

Günümüzde kalp damar hastalıkları en büyük ölüm nedenidir. Kötü beslenme, sigara, stres, şehirleşme bu hastalıkları tetikler. Açık kalp ameliyatı (bypass) gerektirmeyen koroner (kalp ile ilgili) damar tıkanıklıklarını tanılama işlemi olan anjiyografi ve tıkanık damarı açma işlemi olan balon anjiyoplasti ve sonrasında tekrar tıkanma riski olan damarları stentleme işlemleri yıllardır kullanılagelmektedir. Stentleme işleminde kullanılan stentler genellikle 316 LVM paslanmaz çelik, kobalt krom alaşımları, nikel titanyum alaşımları ve soy metallerdir. Bu malzemelerin arasından 316 LVM üstün mekanik özellikleri, biyouyumluluğu, korozyon direnci, östenitik tek fazlı yapısıyla stent malzemesi olarak en çok tercih edilen metalik stent malzemesidir.Günümüzde stent üretimi sırasıyla lazer kesim, asitle temizleme, tavlama, elektroparlatma şeklinde olur. Lazer kesimle içi boş tüpler lazer kesim programına tanıtılan stent tasarımına göre kesilir. Asitle temizleme işlemi ise lazer kesim sırasında oluşan curuf, dros ve diğer kalıntıların giderilmesini sağlar. Tavlama işlemi lazer kesim sırasında oluşan ısı tesiri altında bölgelerin (ITAB) giderilmesini, mikroyapının eski haline döndürülmesini, stentin tüp aşamasında olduğu gibi orijinal yumuşak haline dönmesini sağlar. Bir sonraki aşama olan elektroparlatma ise stentin damar içinde herhangi bir ters etki yaratmayacak şekilde pürüzsüz olmasını ve stent strat (stentte bir tepe noktasından onu izleyen çukur noktaya kadar olan metal parçası) genişliğinin azalmasını sağlar. Son aşamada ise stent üzerinde kalıcı oksit tabakasının oluşturulduğu pasivasyon işlemi yapılır.Bu işlem basamaklarından kuşkusuz en önemli olanı tavlama ısıl işlemidir. Tavlama stentin son mekanik özelliklerini, mikroyapısını, korozyon ve yorulma direncini doğrudan etkileyen bir işlemdir. Tavlama ile stente istenen özellikler kazandırılabilir. Bu çalışmada 316 LVM stent malzemesine farklı tavlama rejimleri uygulanmıştır Böylece farklı tavlama rejimlerinin mikroyapıya ve son mekanik özellikleri etkisi görülmek istenmiştir. Deneylerin sonucunda mevcut tavlama rejimi ile üretilmiş numunelerden daha ince taneli mikroyapıya ve son mekanik özelliklere sahip numuneler elde edilmiştir. Coronary artery diseases (CAD) is one of the common reason of death at the present time. Fatty diet, smoking, stress, civilization lead to CAD. Angiography that is a diagnostic procedure of occluded vessel is needed to coronary artery bypass graft (CABG). Angioplasty is a rewidening of occluded vessel with balloon catheter and stenting is a different type of scaffold reduces restenosis risk. These three methods have been used for a long time by interventional cardiologists.316 LVM stainless steel, Co-Cr alloys, nitinol, precious metals are commonly produced for stent applications. 316 LVM is the most significant stent material with its superior mechanical properties, biocompatibility, corrosion resistance and single phase austenitic microstructure.Stent production includes laser cutting, pickling –also called acid descaling-, annealing, electropolishing and passivation respectively. Hollow tubes are cut based on computer aided stent design in laser cutting. Pickling is a necessary step to remove slag, dross and all other contaminants. Annealing provides to be removed heat affected zones (HAZ) that occurs in laser cutting and toughness. Electropolishing leads to extremely smooth surface for such a critical application. Electropolishing is also efficient about reducing stent strat width and stent weight.Annealing is the most important process of stent production doubtlessly. Annealing influences final mechanical properties, corrosion resistance, fatigue resistance and microstructure of stent. Desired final properties can be obtained by annealing phenomena.In this study, different annealing regimes have been conducted to 316 LVM stent material then microstructure analysis and tensile tests, which is applied for comparing mechanical properties, have been conducted. Thereby, the effects of different regimes to stent microstructure and mechanical properties have been observed. Samples have more superior microstructural and mechanical properties than currently used annealing samples have been achieved. 115

İnsan vücudunda bulunan doku, organ ve eklemlerdeki kayıp ya da eksikliklerin giderilmesi ve tedavi amacıyla metalik, polimerik, seramik veya kompozit malzemelerden üretilebilen biyomalzemelerin kullanımı üstün üretim teknikleri ve malzemelerin geliştirilmesi ile gün geçtikçe artmaktadır. Biyomalzemeler vücut içerisinde yerleştirildikten sonra uygulandıkları bölgeye göre sürekli veya periyodik olarak yüklere maruz kalarak vücut sıvısı ile temas etmektedir. Dolayısıyla bir biyomalzemeden beklenen en önemli özellik biyouyumlu olması; malzemenin çevrelendiği doku, organ ve eklemlerde istenmeyen bir reaksiyona sebep olmamasıdır. Bunun dışında üstün korozyon direnci, uygulama alanına uygun elastik modül, yoğunluk, çekme ve basma mukavemeti, ısıl dayanım, yorulma direnci ve kimi uygulamalar için ise uygun optik özellikler aranmaktadır. Ayrıca vücut içerisine yerleştirildiğinde, malzeme-doku arayüzeyinde kendine özgü biyolojik bağ oluşturabilme olarak tanımlanan biyoaktivite özelliği de son teknoloji biyomalzemelerden beklenmektedir. Metalik, polimerik, seramik ve kompozit biyomalzemeler arasında ortopedik uygulamalarda en çok tercih edilen malzeme doğal ve yapay yollarla elde edilebilen hidroksiapatittir. Hidroksiapatit (HA) bir kalsiyum fosfat bileşiği olup kemik dokusunun inorganik yapısını oluşturmaktadır ve kimyasal formülü Ca10(PO4)6(OH)2 şeklindedir. Mekanik özellikleri zayıf olmasına karşın üstün biyolojik özellikleri HA' nın kullanımını teşvik etmektedir. Bu çalışmada sentetik olarak elde edilmiş hidroksiapatite ağırlıkça % 10 ZrO2 eklenen malzemeye % 5 ve % 10 oranlarında MgO katılmış, 1000, 1100, 1200 ve 1300 ˚C 'ta sinterlenerek mekanik, fiziksel, mikroyapısal ve biyolojik özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda yapılan çalışmalar, X-ışınları difraktometresi (XRD) ile faz analizi, mikrosertlik ölçümü, basma mukavemeti tayini, partikül boyutu analizi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı analizi, yoğunluk ölçümü ve in vitro biyoaktivite deneyleridir.Yapılan çalışmada hazırlanan kompozitlerin mekanik özellikleri basma testi ve sertlik ölçümleri ile, yoğunluk ölçümleri Arşimet metodu ile, mikroyapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, fazların belirlenmesi XRD analizi ile, biyolojik özellikleri ise in vitro biyoaktivite testi ile değerlendirilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin ortalama partikül boyutları 9,2 (CSHA-5) ve 7,4 (CSHA-10) µm'dir. Arşimet düzeneğinden faydalanılarak yapılan yoğunluk ölçümlerinde artan sinterleme sıcaklığı ile numunelerin yoğunlukları artarken % su emme ve % porozite değerleri düşmektedir. 1000˚C'ta sinterlenen CSHA-5 numunesinin yoğunluğu 1,81 g/cm3 iken porozite miktarı % 40'tır. Su emme miktarı ise % 22'dir. 1000˚C'ta sinterlenen CSHA-10 numunesinin yoğunluğu 1,79 g/cm3 iken porozite miktarı % 41'dir. Su emme miktarı ise % 23'tür. Sinterleme sonrası yapılan XRD analizleri sonucunda CSHA-5 ve CSHA-10 kompozitlerinin 1000 ºC sıcaklıkta içerdiği fazlar; monetit (CaHPO4), dimagnezyum difosfat hegzahidrat, whitlockite (Ca3(PO4)2) ve β-trikalsiyum fosfattır. 1300 ºC sıcaklıkta sinterlenen CSHA-5 ve CSHA-10 kompozitlerinin içerdikleri fazlar ise; dimagnezyum difosfat hegzahidrat, whitlockite (Ca3(PO4)2), β-trikalsiyum fosfat ve α-trikalsiyum fosfattır. Sinterleme sonrası yapılan mikroyapı incelemeleri sonucunda ise, artan sinterleme sıcaklığı ile kompozit yapı içerisindeki tane boyutlarında artış gözlemlenmiştir. Kompozitlerin mikrosertlik değerleri artan sinterleme sıcaklığı ile artış gösterirken, yapıda meydana gelen dekompozisyondan dolayı basma mukavemetlerinde düşüş görülmüştür. Basma mukavemeti değerleri incelendiğinde en düşük basma mukavemeti 1300 ºC' de sinterlenen CSHA-10 kompozitine aittir. En yüksek basma mukavemeti ise aynı kompozitin 1000 ºC' de sinterlenen numunesine aittir. Mikro sertlik değerleri incelendiğinde ise, en düşük sertlik değerine sahip numune 55,80 HV ile CSHA-5 kompozitine aittir. En yüksek mikro sertlik değeri ise yine aynı numunenin 1300 ºC'de sinterlenen numuesine aittir. Yapılan XRD analizleri sonucunda kompozitlerin yapısında bulunan fazlar basma mukavemeti ve mikro sertlikteki değişimi açıklamaktadır. HA artan sıcak ile dekompoze olarak α-TCP ve β-TCP olmak üzere çift fazlı yapıya dönüşür. β-TCP mekanik ve biyolojik özellikleri itibarı ile istenen bir faz iken, α-TCP zayıf mekanik özellikleri dolayısıyla biyomalzeme bünyesinde istenmeyen bir fazdır. HA' nın zayıf mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla yapıya eklenen ZrO2 bu dönüşümü hızlandırmaktadır. Aynı amaçla yapıya eklenen MgO ise HA' nın bifazik yapıya dönüşüm sıcaklığını yükselterek istenmeyen faz olan α-TCP' nin oluşumunu geciktirmektedir. Biyomalzeme olarak kullanılacak kompozitin basma mukavemeti değeri kullanım sırasında daha büyük önem arz ettiğinden 1000 ºC'de sinterlenmiş kompozitlerin biyoaktivite deneyine tabi tutulmasına karar verilmiştir. CSHA-5 kodlu kompozitin 1000 ºC'de sinterlendikten sonraki basma mukavemeti 88,56 MPa, CSHA-10 kompozitinin 1000 ºC'de sinterlendikten sonraki basma mukavemeti ise 103,36 MPa'dır. Sertlik değerleri ise sırası ile 55,80 HV ve 59,20 HV'dir.28 gün boyunca 7 günlük periyodlar halinde in vitro biyoaktivite deneyine tabi tutulan CSHA-5 ve CSHA-10 komozitlerinin her ikisinin yüzeyinde de ilk 7 günün sonunda hidroksiapatit yapısının oluşmaya başladığı görülmektedir. Mekanik ve biyolojik testler sonucunda elde edilen veriler ışığında en ideal biyomalzeme olarak 1000 ºC' de sinterlenen CSHA-10 kodlu kompozit seçilmiştir. In medical applications, utilization of biomaterials which can be manufactured from metals, ceramics, polymers or composite materials increases day by day with the advent of advanced materials and manufacturing methods. After the implantation of a biomaterial, it is exposed to mechanical loads and body fluids continuously or periodically according to the implantation area. Hence, the most important expectancy of biomaterials is to be biocompatible; not to cause a reaction or impede natural growth of the tissue, bone and organ. Corrosion resistance, appropriate Young's modulus, density, tensile and compression strength, thermal endurance, fatigue resistance and optical features for some specific applications are the other expected properties from biomaterials. Apart from these, bioactivity is also an expected feature from the state of the art technology biomaterials. Bioactivitiy can be defined as the ability to make a biological connection at the interface of the material which results in the generation of a bond between material and tissue. There are generally two ways to examine bioactivity of biomaterials; in vivo and in vitro. Animals are used as experiment subjects in some in vivo experiments. Bioactive materials do not only impede natural growth of tissue, organ and bones but also guides them to grow. The bond between material-tissue interface is related to the tissue type, age, healtiness, circulation of blood inside the tissue, composition and surface morphology of the implant and mechanical loads to the application area. The most bioactive materials are ceramics and glass-ceramics. To determine the bioactivity properties of a material as in vitro, simulated body fluid (SBF) is prepared and material is submerged into the fluid for certain periods. If the material was bioactive, hydroxyapatite layer would started to form on the material surface after a particular time period.The most prefered material for orthopedic applications is hydroxyapatite (HA) among bioceramics. HA is a calsium phospate compound with an empiric formula of Ca10(PO4)6(OH)2 and it is the main constituent of bone. Hydroxyapatite can be obtain both natural and synthetic methods. Although its poor mechanical properties, HA has great biocompatibility and bioactivity properties. In this study, commercial synthetic hydroxyapatite (CSHA) is reinforced by zirconium oxide (ZrO2) at the rate of % 10 and magnesium oxide (MgO) at the rate of % 5 and % 10 by weight and sintered at the temperatures of 1000, 1100, 1200 and 1300 ˚C. To investigate the mechanical, physical, micro structural and biological properties is the aim of the study. In this direction, micro hardness determination, phase analysis with XRD and determination of compression strength have been done. Characterization of microstructures by using scanning electron microscopy (SEM) technique and determination of density and in vitro bioactivity tests are also done within this framework. Composite powders were prepared by adding % 10 ZrO2 and % 5-%10 MgO to CSHA. Powders pelletized by unaxially pressing at 350 MPa in accordance with British Standard BS 7253. Pellets were sintered for 4 hours the temperatures of 1000, 1100, 1200, 1300 ºC (+5 °C min-1). Microstructural characterization was carried out by scanning electron microscopy (SEM-Hitachi TM-1000), Phase analysis of samples were conducted by X-Ray diffraction (Bruker D8 Advance) with CuKα radiation, in the 10°- 90° range at a scan speed of 2°/min. Densities of the samples were determined by Archimedes method. Vickers microhardness testing system (HMV Shimadzu) was used for hardness measurements, 200 g. load for 15 s. Universal Testing machine (Shimadzu) was used to determine comprassion strengths of the samples at a crosshead speed of 3 mm/min. In vitro bioactivity tests were done for 28 days with simulated body fluid (SBF). Phase (XRD) analysis and mikrostructural examination were done after in vitro bioactivity test. Avarage particle size of the CSHA-5 and CSHA-10 composites are 9,2 and 7,4 µm respectively. Density of the samples increased with the sintering temperature while % water absorption and % porosity decreased expectedly. Density of CSHA-5 and CSHA-10 samples incraesed from 1,817 to 2,05 g/cm3 and 1,79 to 2,03 g/cm3 respectively. Porosity of the samples were decreased while grain sizes increased with increasing sintering temperature. The highest porosity value (% 41,83) was obtained in CSHA-10 composite sintered at 1000 ºC, the lowest porosity value (% 32,90) was obtained in CSHA- 5 sintered at 1300 ºC.The highest relative density value was obtained in CSHA-5 composite sintered at 1300 ºC. The lowest porosity value was obtained in CSHA-5 composite sintered at 1300 °C.With increasing sintering temperature, hydroxyapatite decomposed to biphasic structure which contains alpha and beta tri calcium phosphate. The amount of the alpha phase was increased with increasing sintering temperatures. Beta phase of tri calcium phosphate is a biomaterial that is used often as raw material of orthopedic implants with its ideal mechanical properties. On the other hand, alpha phase of tri calcium phosphate is a porous material with poor mechanical properties what makes it an undesired phase. Zirconia accelerate this decomposition process while magnesium oxide increases the decomposition temperature which means decelerates the decomposition process. Ideal compression strenght is the major property which a biomaterial should have. Which is why, CHSA-5 and CSHA-10 composites sintered at 1000 ºC were chosen for bioactivity tests. Compression strenghts of the CSHA-5 and CSHA-10 composites sintered at 1000 ºC is 88,56 MPa and 103,36 MPa respectively. Vickers micro hardness value of the composites are 55,80 HV (CSHA-5) and 59,20 HV (CSHA-10). The highest compressive strenght value (103,36 MPa) was obtained in CSHA-10 composite sintered at 1000 °C and the lowest compressive strength value (73,32 MPa) obtained in CSHA-5 composite sintered at 1200 °C. In vitro bioactivity tests were applied to the CSHA-5 and CSHA-10 samples sintered at 1000 ºC for 28 days. Simulated body fluid (SBF) was prepared according to Kokubo's recipe, samples were pluged into the SBF and held for 7 days period at 36,5 ºC. After 28 days, phase analysis and microstructural examination was done to the samples to determine bioactivity properties. According to SEM images and phase analysis by XRD, apatite formation started on the samples from the first week (7 days) of the test. In the light of these information, the most appropriate biomaterial candidate ise CSHA-10 composite sintered at 1000 ºC. 77

Doğal taşların kesiminde çeşitli kesici takımlar kullanılmaktadır. Bunlardan biri de doğada bilinen en sert bilinen element olan elmastır. Yapay olarak üretilen elmaslar matriks malzemesi içerisine gömülerek karot, halat, testere, kesme teli vb. teknolojilerle doğal taş kesim sektöründe kullanılmaktadırlar.Genelde bu kesici takımların üretimi toz metalurjisi yöntemiyle olur. Soğuk presleme işlemini takiben yapılan sinterleme işlemleriyle matriksin mukavemetinin arttırılması amaçlanır. Üretilen kompozit malzeme amaca uygun olarak testereye, karot ucuna lehimlenir veya halat üzerine monte edilir. Elmaslı kesicinin performansını etkileyen birçok faktör vardır. Burda ana unsur matriks dayanımını elmasla optimum çalışacak şekilde ayarlamaktır. Çünkü eğer matriks malzemesi yeterince dayanıklı olmazsa elmas ömrünü tüketmeden yapıdan uzaklaşır, aksi bir durumda ise elmaslar körelir ve de takım kesme işlevini yerine getiremez. Bunun dışında kesim parametreleri, çalışma koşulları vb. birçok faktör de kesim performansını etkilemektedir.Kesilen taş cinsine göre matriksin kompozisyonunda ve elmas konsantrasyonunda değişikler yapılmaktadır. Bununla birlikte kesilecek taşın cinsine göre plastik ya da kauçuk kaplama yapılabilmektedir. Kobalt mekanik özelliklerinden ötürü çok sık kullanılan bir matriks malzemesidir. Bununla birlikte fiyatındaki senelere bağlı dalgalanmalardan ötürü ve de stratejik bir metal olmasından sektör kobaltın özelliklerini ikame edecek değişik alaşım türleri üzerine de arayışa girmiştir.Tel ile kesim teknolojisinin doğal taş kesim işlemlerinde bir çok avantajı vardır. Zaman ve verimlilik bu avantajların en önemlileridir. Elmaslı tel ile kesim sırasında kesme işlemini yapan boncuk diye isimlendirilen yapay elmas parçacıkları içeren metal matriksli kompozit farklı üretim yöntemleriyle üretilebilmektedir. SPS ve de HIP bu yöntemlerden bazılarıdır. SPS ve HIP yönteminin performans olarak Serbest Sinterleme'den üstün olduğu yapılan çalışmalarla sabittir ancak Serbest Sinterleme yöntemi üreticileri üretim kapasitesi, ekonomik olması ve de bir takım dizayn kolaylıkları açısından cezbetmektedir. Bu çalışmada serbest sinterleme için hazırlanmış 4 farklı kompozisyondaki hazır alaşımlar toz metalurjisi ve de serbest sinterleme fırını ile üretilmiş farklı bileşenlere sahip matriks malzemelerin karakterizasyonu yapılmıştır. Piyasada MX4885, COBALITE, NEXT 400 ve de 61390 olarak isimlendirilen alaşımlar soğuk preslenip ardından serbest sinterleme yöntemiyle sinterlenerek mekanik deneylere tabi tutulmuş ardından da karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır.Bu çalışmada 4 farklı kompozisyona sahip serbest sinterlemede kullanılan hazır alaşım toz metalurjisi ile üretilmiştir. Üretilen silindirik matriks malzemeleri arasında sertlik, yoğunluk, basma dayanımı, XRD, SEM ve optik mikroskop verileri arasında kıyaslama yapılmıştır.xviiiYapılan çalışmalar sonucunda Fe-Co-Cu içeriğine sahip MX 4885 numunesinin elmaslı kesici boncuklarda arzulanan temel nitelikler olan basma dayanımı ve sertlik özellikleri açısından en uygun malzeme olduğuna karar verilmiştir. A diamond tool is a cutting tool with diamond particles distributed on the functional parts of the tool via a bonding material,electrolysis etc. Since diamond is very hard material, diamond tools have many advantages as compared with other kind of cutting tools such as borides and carbies. Diamond dressers consist of single-point or multipoint tools brazed to a steel body, and used for dressing process. There are different kind of tools including: chemically bonded types, electroplated types , disc type. Polycrystalline diamond (PCD) has a common usage in diamond cutting tools industry. Polycrystalline diamond (PCD) is producted at High Temperature-High Pressure (HT-HP) press conditions. Most wafers are polished to a mirror finish, then cut with an electrical discharge machining (EDM) tool into smaller, workable segments that are then brazed onto the sawblade, reamer, drill, or other tool. Often they are EDM machined and/or ground an additional time to expose the vein of diamond along the cutting edge. These tools are mostly used for the machining of nonmetallic and nonferrous materials. The grinding operation is combined with EDM for several reasons. For example, according to Modern Machine Shop,the combination allows a higher material removal rate and is therefore more cost effective. Also, the EDM process slightly affects the surface finish. Grinding is used on the affected area to provide a finer final surface. The Beijing Institute of Electro-Machiningattributes a finer shaping and surface geometry to the combination of the two processes into one. The process itself is accomplished by combining the two elements from each individual process into one grinding wheel. The diamond graphite wheel accomplishes the task of grinding, while the graphite ring around the existing wheel serves as the EDM portion. However, since diamond is not a conductive material, the bonding in the PCD work piece must be ample enough to provide the conductivity necessary for the EDG process to work. Polycrystalline diamond tools are used extensively in automotive and aerospace industries. They are ideal for speed machining (9000 surface feet per minute or higher) in tough and abrasive aluminum alloys, and high-abrasion processes such as carbon-fiber drilling and ceramics. The diamond cutting edges make them last for extended periods before replacement is needed. High volume processes, tight tolerances, and highly abrasive processes are ideal for diamond tooling.In recent years it is accepted that diamond tools are the most effective way to process natural stones. Increasing production rates and good surface finish characteristics of diamond tools make them indispensible in cutting tool industry.Since diamond has a great hardness value it can be used for different purposes such as sawing, drillingxx,cutting,polishing and grinding. As expected diamond tools such as wire saws have a common usage in cutting tool industry. Diamond is used as a reinforcing material in metal matrix.Composition and the type of diamond can be altered due to the characteristics of natural stone. These diamond tools can be used to cut ceramics, granites,marbles,concrete etc. There are three ways to cut natural stones which are circular sawing, frame sawing and wire sawing. Sawing with circular saw consists in wearing away stone's constituents by diamond grits in metal matrix.The diamond crystals in the metal matrix should stay for enough time so that until new diamond crystals appear diamond bead can work effectively. Aim of the manufacturer is to obtain simultaneous wear characteristics of diamond particles and metal matrix.As it is mentioned composition, diamond type and characteristics of metal matrix should take into consideration for excellent cutting performance. Furthermore there are the other factors such as cooling efficiency, operator skills , manufacturing methods etc. which effect cutting performance directly.Diamond bead dimensions can be changed due to the stone's characteristics but generally beads with small dimensions are desired for cutting efficiency. At present diamond beads which have diameter less than 6,3 mm are in service. There are also diamond beads with the diameter of 6.3, 7.3 , 8.5 and 11 mm.Wire sawing has 4 major advantages over conventional solutions; flexibility, cutting speed , reduction of material waste and less polute wastes. In recent years there is an aim to work with multiwire cutting machines in cutting tools efficiency. During multiwire cutting process multiple wire ropes are set on the system that manufacturer increase cutting efficiency.In wire sawing process, after machine is prepared for the production, vertical, horizontal and perpendicular holes are drilled on block surface. After preparation diamond wire saw passes through this holes and it is connected to the wire saw machine as a loop.Wire is rotated with the wheel movement of the machine. Required tension, force and the other values can also be set on this machine. During cutting process water is used as a coolant at the same direction with the wire for removing particles.During the cutting process metal matrix should be abraded in a such a way that diamonds that are in the matrix shouldn't pull out from their place before service life ends.Matrix material and diamond should wear simultaneously. Co is commonly used for the matrix material for that purpose. Because Co has a high yield strength and good wear rate. Since cobalt is a strategic material and it's price is changable there is an aim to use some other materials in diamond tools cutting industry for that reason manufacturers are currently working on the other components which can be beneficial for natural stone cutting process.There are also the other ways to improve cutting performance of diamond beads. Coating the diamond grits in metal matrix increases the tool life. Ti or other kind of proper coating materials can be used to improve servise life of diamond beads. Ti works for providing a good interface layer between diamond grits and matrix material. Thanks to good surface adherence tool life increases. By the way diamond size,xxiconcentration and type is an another thing that must be taken into consideration during the manufacturing process.Aim of this study is to compare mechanical an microstructural properties of diamond tool materials which are prepared for free sintering process and currently in use. Most of these free sintering powders include Co as a main matrix material but in the deficiency of Co, W can be used to compansate these deficiency. Nickel is another constituent which increase mechanical properties of diamond tool.There are 4 kinds of free sintering powders used in this study. These are named COBALITE, NEXT 400, 61390 and MX 4885. First of all 10 samples were prepared from each of these powders.Totally 40 samples are cold pressed under the pressure of 50 kN. Samples were cylindrical and dimensiens were about 7,5 mm diameter and 15 mm height.Samples were produced in this way just for simulating diamond bead shape which are montaged on steel wire ropes.Before the cold pressing process granulation was an important process to implement. Granulation is not a must but it has some vital effects on material's properties and for that reason powders were mixed with a wax like material .MX 4885's height was a little bit higher than the other materials ( one or two milimeters) it was most probably by the result of particle shape. Because powders with the flake shape are generally harder to consolidate. After the cold pressing process samples were sintered in a tunnel furnace under an inert gas atmosphere.Sintered samples' dimensional and weight changes were noted. Hardness, SEM , Metallographic preperations, XRD and Optical Microscopy results were gathered to compare these 4 different free sintering alloys' characteristics.As a result of all these characterisation tests it can be said that if a liquid phase sintering mechanism is active in a process, mixing, materials characteristics and processing parameters are important step to follow. After the sintering process liquid phase sintering was appeared in NEXT 400's structure.Biggest change in material dimensions are gathered by the NEXT 400 sample. It was expected before the sintering process just because of Cu and Sn rates in the structures. By the result of these changes in dimensions highest rate of densification is gathered by the NEXT 400.There were some local Cu island which can be clearly seen in the matrix. By the result of this effect barreling occured after compression tests. On the contrary 61390 was a succesful liquid phase sintering process which can be seen by the result of XRD,SEM,density measurements.Samples prepared with MX 4885 powder gave best results for compressive stregth and hardness. Fe-Co solid solution was the main purpose of these results.When we take into consideration all of the material properties included compressive stregth, shrinkages, stength tests, SEM and XRD analysis it can be seen that MX 4885 and 61390 gave competitive results.Increasing Ni and Co rate in the structure has increased the mechanical properties of 61390 thanks to intermetalic phases formed during the sintering process. 109

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Bu çalışmada, sac metal şekillendirme yöntemleri ve bu yöntemleri etkileyen faktörler, şekillendirme sınır diyagramları ve sac şekillendirme sırasında oluşan hatalar konularına yer verilmiştir. Deneysel çalışmalarda, çamaşır makinesi gövde parçasının üretiminde kullanılan DC03-DC04 kalite düşük karbonlu çelik saclar ve tambur parçası üretiminde kullanılan AISI-430 kalite paslanmaz çelik saclar kullanılmıştır. Bu sacların mekanik özellikleri çekme deneyi, Erichsen çökertme deneyi, sertlik deneyi ve mikro yapı incelemeleri ile belirlenmiştir. Aynı üreticiden alınan DC03 ve DC04 kalite sacların mekanik özellikleri kıyaslanmıştır. Sonuçların birbirine yakın olduğu ve standartlarda belirtilen değerlere uygun olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda çekme sonuçları şekillendirme sınır diyagramına aktarılmıştır. Şekillendirme sınır diyagramında elde edilen sınır noktaları ve mekanik özellikler değerlendirildiğinde DC04 kalite sacdan üretilen çamaşır makinesi gövdesinin daha ucuz olan DC03 kalite sac ile üretilebileceği sonucuna varılmıştır. Üretimin bu şekilde gerçekleştirilmesiyle DC03 kalite sacın daha ucuz olması belirli bir karlılık sağlanacaktır. AISI-430 kalite paslanmaz çelik saclar üç farklı üreticiden temin edilmiştir ve üretim için en uygun olan sac belirlenmeye çalışılmıştır. Saclara ait olan mekanik özellikler incelendiğinde rulodan ruloya değişimlerin DC03-DC04 sac grubuna göre daha fazla olduğu görülmüştür. Mekanik özelliklerdeki değişimin en az gerçekleştiği marka olan Outokumpu’ nun, üretimde kullanılmasının daha uygun olacağına karar verilmiştir., In this study, sheet metal forming processes and the main factors affecting to these processes, forming limit diagrams and failures in sheet metal forming processes are described. In experimental part, DC03-DC04 grade low carbon steel sheets which are used in washing machine side panel production and AISI-430 grade stainless steel sheets which are widely used in the production of drum have been analyzed. Tensile test, Erichsen cupping test, hardness test and microstructure analysis are applied to define mechanical properties of steel sheets. Mechanical properties of DC03-DC04 grade sheets from the same company are compared. Tests results shown that there were no significant differences and suitable with related standards. As a consequence of these reasons, decreasing steel grade from DC04 to DC03 in production of side panels of washing machines has been found appropriate. These results have also been supported by forming limit diagrams. With this way there could be possible to make more profit which is desired in the industry in terms of decreasing manufacturing costs. AISI-430 grade stainless steels are obtained from three different companies and compared each other to find the most suitable one for production. Mechanical properties of stainless steels depend from coil to coil. Most stable results are obtained from Outokumpu brand and this brand of steel sheets would be more appropriate for use in the production., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada toz haldeki hidroksiapatit içerisine farklı oranlarda MgF2 takviyesinin ve farklı sinterleme sıcaklıklarının kompozit biyomalzeme üzerindeki fiziksel, mekanik ve biyolojik etkileri incelenmiştir.Biyomalzemeler, insan vücudundaki canlı dokuların işlevlerini yerine getirmek ya da desteklemek amacı ile kullanılan doğal ya da sentetik malzemeler olup, sürekli olarak veya belli aralıklarla vücut akışkanlarıyla temas ederler. Biyomalzeme olarak kullanılan seramiklerden en popüler olanı Ca10(PO4)6(OH)2 şeklinde gösterilen hidroksiapatittir. Hidroksiapatitin kompozit olarak kullanılmasının amacı sahip olduğu biyouyumluluk ve biyoaktivite özelliklerini kaybetmeden, implant malzemesi olarak kullanımını kısıtlayan zayıf mekanik özelliklerden kurtulmaktır. Hidroksiapatitin içerisine takviye olarak çeşitli malzemeler katılarak mukavemet ve tokluğu yüksek HA bazlı kompozitler elde edilmektedir. Günümüzde HA bazlı biyokompozitler HA-Alümina, HA-zirkonya, HA-biyocam ve HAw (visker) kompozitler vb. oluşmaktadır.Yapılan bu çalışmada öncelikle hidroksiapatit toz içerisine MgF2 ilave edilerek kompozit toz karışımı hazırlanmıştır. Hazırlanan karışım hidrolik pres yardımıyla silindirik numuneler haline getirilmiştir. Silindirik numuneler 1000, 1100, 1200 ve 1300oC sıcaklıklarda 4 saat bekleme süresi ile sinterlenmiştir. Bu numuneler üzerinden testler gerçekleştirilmiştir.Mekanik özelliklerden mukavemet ölçümü basma testi ile, sertlik ölçümü Vickers Mikrosertlik yöntemi ile yapılmıştır. Mikroyapı özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Yapıdaki fazların belirlenmesi için X-ışını kırınımı (XRD) analizleri yapılmıştır. Biyoaktivitenin belirlenmesi için ise numuneler yapay vücut sıvısı SBF içerisinde bekletilerek yüzeyinde oluşan apatit tabakası incelenmiştir.%1 ve %2 MgF2 katılmış numunelerin hepsinde sinterleme sıcaklığının artmasıyla basma mukavemeti ve mikrosertlik değerlerinin arttığı görülmüştür. Aynı şekilde numunelerin yoğunlukları da sinterleme sıcaklığının artmasıyla artmıştır. Fakat bütün sıcaklıklarda %2 MgF2 içeren kompozitlerin basma mukavemeti, mikrosertlik ve yoğunluk değerleri %1 MgF2 içeren kompozitlerden düşük elde edilmiltir.En iyi mekanik özellikler %1 MgF2 içeren 1200 ve 1300oC sıcaklıklarda sinterlenmiş kompozitlerle elde edilmiştir. Bu kompozitlere biyoaktivite testi uygulanmıştır. Bu test sonucunda numunelerin biyoaktif olduğu da görülmüştür. Sonuç olarak en iyi mekanik ve fiziksel özelliklere sahip ve biyoaktif olan %1 MgF2 içeren 1200oC sıcaklıklarda sinterlenmiş kompozit malzeme biyomalzeme olarak kullanılmak üzere önerilebilir. In this thesis study it was investigated that how are physical, mechanical and biological properties of bovine hydroxyapatite affected by reinforcement of MgF2 powder and by changing the sintering tempertaure.Ceramic, metallic, polymeric and composite materials are generally used as biomaterials in order to improve human health. In addition to desired mechanical properties of biomaterials, biocompatibility is important in the treatment or replacement of body parts. Prior to the introduction of new biomaterials to the market, detailed biological tests are carried out to prevent any undesired side effects in the body. Both in vitro and in vivo tests are applied initially which is followed by the evaluation with clinical trials of the biological safety and performance.One of the calcium phosphate compounds with an empiric formula as Ca10(PO4)6(OH)2, hydroxyapatite (HA) is the most widely used bioceramics. It is the most common calcium phosphate ceramics used in the production of implant materials. HA materials have commonly used in bone repairing due to its ability to accelerate the bone growth around the implant. HA is a biocompatible material and used in production of various kinds of prosthesis, repairing the cracked or broken bones and coating of metallic biomaterials.Hydroxyapatite can be obtained by two ways; synthetic and natural methods. The first synthetic HA biomaterials were synthesized by a chemical precipitation method in 1960s. Afterward, synthetic HA was produced by two different chemical methods. One of them is chemical precipitation from water based solutions containing calcium and phosphate salts, and the other one is the acid-base titration. The synthetic HA is the most commonly used type of HAs and it is highly reliable, however production of synthetic HA is complex and expensive. The production of natural apatite is easier and cheap. Natural HA contains various trace elements that are very important in osseointegration process. The most significant advantage of natural HA used as an implant material is its excellent biocompatibility in the human body. By contrast with synthetic HA, natural HA does not exhibit any toxic effects.Even though being a biocompatible and bioactive material, hydroxyapatite has a limited usage as an implant material because of its weak mechanical properties. HA material is not suitable for the applications requiring strength such as orthopedics and dentistry. For load bearing applications, metals such as stainless steel, titanium, and cobalt chromium alloys have been widely used. There are, however, various problems related to metallic materials in the human body due to corrosion, wear, and/or negative tissue reaction. HA based composites are required to supply improvement of strength and toughness of the implant materials without compromising of biocompatibility. To this end, HA could be used in combination with another metal/ceramic phase, which can improve the physical properties of HA without deteriorating its biocompatibility. The development of improved biocompatible materials with ultimately bone-like mechanical properties is a continuous task in the bioceramics research field.In this work firstly, freshly cut femurs were deproteinized with 4 N NaOH solution (48 h). After re-irrigation, the samples were subjected to heat treatment at 850˚C for 4 h in open air to securely eliminate any risk of fatal disease transmission. The calcinated BHA bulk pieces were properly ball-milled until fine (

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Elektrik kontak malzemeleri elektrik devrelerini herhangi bir hasara yol açmadan birbirine bağlayan veya birbirinden ayıran metal esaslı elektro-mekanik parçalar olarak tanımlanabilirler. İdeal elektrik kontak malzemelerinin yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahip olmaları beklenir. Bunun nedeni üzerinden geçen akıma karşı mümkün olduğunca az direnç göstererek ısı oluşumunu minimum seviyede tutmak ve direnç sebebiyle oluşan ısının hızla dağıtılmasını sağlamaktır. Bakır gümüşten daha düşük elektrik iletkenliğine sahip olmasına karşın ekonomik nedenlerden ötürü en yaygın olarak kullanılan elektrik kontak malzemesidir. Fakat bakır ve bakır esaslı malzemeler sahip oldukları düşük sertlik değerleri ve düşük aşınma dirençleri sebebiyle elektrik kontak malzemesi olarak kullanıldıklarında yüzeylerinde aşınma meydana gelir ve servis ömürleri kısalır. Bu nedenle elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakırın mekanik özelliklerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu da kütlesel sertlik arttırma ve yüzey geliştirme işlemleri ile yapılmaktadır. Bu çalışmada yüzey geliştirme tekniği olarak kullanılan soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile bakır altlık üzerine yine bakır tozlara farklı seramik takviyeleri ilavesiyle oluşturulan toz karışımlarının kaplanabilirliği incelenmiştir. Elektrik kontak malzemelerinin sahip olması gereken en önemli özelliklerden biri olan elektrik iletkenlik değerini mümkün olduğunca koruyarak bakırın aşınma direnci, sertlik gibi mekanik özelliklerini geliştirmek hedeflenmiştir. Böylece elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakırın servis ömrü uzatılacak ve bakım maliyetleri azaltılacaktır. Deneysel çalışmalarda öncelikle en uygun parametrelerin bulunması için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu optimizasyon çalışmaları çerçevesinde hacimce %12.5 B4C takviyeli bakır tozları saf bakır altlık üzerine püskürtülmüş ve oluşan kaplamaların mikroyapı, sertlik gibi özellikleri değerlendirildikten sonra kaplama kalitesinin yeterli seviyede olmaması nedeniyle bakır altlıkların kumlanmasına karar verilmiştir. Kumlanmış bakır altlıklar üzerine üç farklı seramik (B4C, TiC, TiB2) takviyeli üç farklı toz karışımları püskürtülerek kaplamalar elde edilmiştir. Kaplamaların kesitlerinden alınan taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskop görüntüleriyle arayüzey kalitesi, porozite, kaplama kalınlığı ve seramik dağılımı gibi yapısal özellikler incelenmiştir ve bütün kaplamaların başarılı bir şekilde yeterli kaplama kalınlıklarında üretildiği gözlenmiştir. Üretilen kaplamalara 300°C ve 600°C sıcaklıklarında argon atmosferi altında ısıl işlemler uygulanmıştır. Böylece ısıl işlemin kaplamanın mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Isıl işlemsiz ve ısıl işlemli durumlardaki kaplamaların elektrik iletkenlik değerleri ölçülmüştür. Soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile üretilen kaplamalarda elektrik iletkenlik değerinde düşüş gözlenmiştir ancak ısıl işlemle beraber elektrik iletkenlik değerleri daha makul seviyelere çıkmıştır. Kaplamaların yapısındaki fazların tespiti için XRD analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda kaplama yapısında farklı bir faza rastlanmamıştır. Kaplamaların mekanik özelliklerinin incelenmesi için ısıl işlemsiz durumdaki ve ısıl işlemli durumdaki kaplamalara aşınma deneyleri uygulanmış ve kaplamaların sertlik ölçümleri alınmıştır. Aşınma deneyleri sonucunda takviyesiz bakır kaplamanın ve TiB2 takviyeli kompozit kaplamanın her koşulda bakır altlığa gore daha yüksek aşınma direncine sahip olduğu görülmüştür. Sertlik ölçümleri de soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş kaplamaların ısıl işlemsiz durumda saf bakıra gore yaklaşık 1.5 kat daha yüksek sertlik değerlerine sahip olduklarını göstermiştir. Isıl işlemle beraber sertlik değerlerinde düşüş gözlenmiştir. Sonuç olarak, aşınma deneylerinin sonuçları, elektrik iletkenlik ve sertlik değerleri ışığında elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan bakır malzemesinin yüzey özelliklerini geliştirmek amacıyla 300 °C ısıl işlem uygulanmış saf bakır tozları ile yapılmış kaplamalar tercih edilebilir. Eğer seramik takviyesi kullanılacaksa bu takviye TiB2 malzemesi olarak seçilebilir., Electrical contact materials are defined as materials which provides connection or disconnection of electrical circuits without any damage. Best electrical contacts should have high thermal and electrical conductivity. Because they should have minimum resistance to current and distrubute the heat which arises with resistance rapidly. Copper is a widely used material in electrical contact applications. Not only it provides the requirements for being used as electrical contacts such as electrical and thermal conductivity but it also has some additional properties like easy workability and low cost. However, due to low mechanical properties when compared with silver, mechanical properties of copper need to be improved to extend service time and decrease maintenance costs. Cold gas dynamic spraying, simply cold spraying, is a relatively new coating process. This technique was developed by Anatolii Papyrin and his colleagues in the 1980’s. They coated several number of metals, composites and polymers on to different substrates. In this process, particles reach supersonic velocities (500-1200 m/s) and they are exposed to severe plastic deformation upon impact on the surface and deposited on the surface. Cold gas dynamic spraying technique is similar to thermal spraying technique. But the particles do not melt to deposit on the surface at cold spraying technique. Because of its low temperature characteristic, oxide-free coatings can be obtained with this process especially for easily oxidize materials such as copper and titanium. In this study, it is investigated that of the coatability of three different ceramic particles reinforced copper matrix composite coatings to the copper substrate which is used for electrical contacts. The target is the improvement mechanical properties of copper without any decrease of electrical conductivity of copper. So the service time of copper will be increased and the mainenance costs will be reduced. For experimental study, firstly feedstockpowder mixtures were prepared for the cold dynamic gas spraying process. Three different ceramic powders (B4C, TiB2 and TiC) were used for reinforcing the copper powders. These ceramic powders were mixed with a volume ratio of % 12.5 and %87.5 copper. Then, to determine the optimum parameters for cold dynamic gas spraying process, optimization studies were made. After coating process, B4C reinforced copper matrix composite coatings were investigated by hardness measurements, coating thicknesses and microstructural examination. According to the results of these studies, the quality of coatings were not enough. Therefore it was decided that copper substrates would be sandblasted to increase the roughness of substrates, so it can be easier for powders to bond the substrates. After the copper substrates were sandblasted, their roughness values increased almost 100 times. So powders bonded surface of substrates more easier. In optimization process, it was seen that lower traverse speed increase the coating thickness but also increase the oxidation of surface. The coating thickness is also increases with higher number of passes. After optimization process, coatings were prepared with determinated parameters by cold gas dynamic spray equipment. Then coatings were prepared with metallographic procedure to examine the microstructural properties and hardness measurements. The microstructures of samples which were prepared with metallographic procedure were investigated with optical and scanning electron microscopes. Scanning electron microscope images have revealed that coatings adhere to the substrate without any discontinuity at the interface and ceramic particles distribute uniformly within the Cu matrix. Coating thicknesses were measured with the software of the optical microscope. Among the coatings, TiB2 yielded the highest thickness where unreinforced copper coating had the second highest thickness. On the other hand, the thickness values of TiC and B4C reinforced composite coatings were measured significantly lower values, respectively. To observe the difference between the ceramic particle content in feedstock powder mixtures and in coatings, image analysis software was used. The results have shown that percentage of ceramic particle contents retained in the coatings’ structure were less than those of the feedstock powder mixtures. This suggests that during spraying ceramic particles do not deform plastically but are surrounded by the plastically deformed Cu particles. The highest ceramic particle content was obtained with TiB2 containing feedstock mixtures. The electrical conductivity values of the cold dynamic gas sprayed coatings are lower than that of the Cu substrate. This is probably due to cold worked microstructure and ceramic particle content of the coatings. Electrical conductivity values increased with heat treatment. This could be explained by the removal of the internal stresses in the coating. According to the XRD patterns, cold sprayed coatings and Cu powder have the same phases. No phase transformation was observed from the XRD patterns of all coatings. The ceramic particles other than TiB2 in the coatings could not be detected by XRD analysis due to their very low contents which are proven by the image analysis results. Only a small diffraction peak of TiB2 phase was observed. For crystallographic characterization of the coatings, the peak widths were observed. Littleextension of the peaks were observed after this examination. This extension is the result of internal stresses caused from the plastic deformation of copper particles as a result of the high velocity impact onto the substrates. After heat treatment the width of peaks were decreased because of the removal of the stresses in the coatings. The results of hardness measurements show that cold sprayed coatings have higher hardness values than that of copper substrate. At the same time, presence of ceramic particles in the coating structure increases hardness. Higher hardness of the cold sprayed coatings when compared with that of Cu substrate can be explained with strain hardening of the spray particles which undergo severe plastic deformation upon impact. On the other hand, for the composite coatings, uniformly distributed ceramic particles also contribute to the hardness as a result of dispersion hardening effect. Heat treatment reduced the hardness of coatings. This is the result of removing internal stresses in the coatings. To compare the wear resistances of coatings, wear track areas were calculated and arranged relatively to the wear track area of copper substrate. Unreinforced Cu coating exhibited the lowest wear rate in all conditions where the coating containing TiC showed the highest wear rate in all conditions. The detachments of the ceramic particles were seen in the scanning electron microscope images of the wear track of coatings. But these particles were less in the wear track of TiB2 reinforced composite coatings because of the bigger particle size than other ceramic particles Detached particles caused the third body abrasion and increase the wear rate during the test. This condition arises from the easier derachment of ceramic particle with the respect to the copper ones, because the adhesion of metal to metal is stronger than metal ceramic adhesion. Corrosion behaviours of coatings was observed by the potentiodynamic polarization curves obtained the electrochemical test in the 3.5 % NaCl solution. Electrolitic corrosion tests were done between the potential of OCP-0.8 and OCP+1.2 with the scan rate of 1 mV/s. All coatings show similar results and their performance is generally lower than that of the copper substrate. Corrosion started earlier at unreinforced copper coatings than composite coatings. But as soon as corrosion damage started, it proceeds faster at composite coatings because of the spaces around the ceramic particles. Heat treatment did not change the corrosion behaviours of coatings significantly. As a result of these processes, unreinforced copper coating which was heated at 300 °C can be produced for improvement of the surface properties of copper with respect to the results of wear tests, hardness and electrical conductivity measurements. Also if any ceramic reinforcement is necessary, TiB2 is the best option for reinforce material for copper matrix composite coatings., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Hidroksiapatit (HA), sentetik ve doğal kaynaklı olmak üzere iki yoldan elde edilir. Sentetik hidroksiapatit biyomalzemeler oldukça güvenilirdir, fakat üretimi karışık ve pahalıdır. Doğal olarak üretilen biyolojik apatitlerin ise üretimi daha kolay ve ekonomiktir. Hidroksiapatitin biyouyumlu ve biyoaktif bir malzeme olmasına karşın, zayıf mekanik özellikler göstermesi implant malzemesi olarak kullanımını kısıtlamaktadır. Bu nedenle, biyouyumluluktan ödün vermeden mukavemet ve tokluğu arttıran HA bazlı kompozitlerin üretim ihtiyacı gündeme gelmiştir. Bu çalışmada koyun hidroksiapatit (SHA) ve ticari sentetik hidroksiapatite (CSHA) ağ. %5 ve 10 oranlarında MgO, Nb2O5 ve ticari inert cam (CIG) katarak kompozitler üretilmiş ve 1000-1300 oC arasındaki farklı sıcaklıklarda 4 saat sinterlenerek bunların fiziksel, mekanik, mikroyapısal özellikleri ile in vitro biyoaktivite testleri yapılmıştır. Biyomedikal uygulamalar için incelenen kompozitlerden en uygun olanlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Hazırlanan kompozitlerin mikroyapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, oluşan fazlar XRD analizi ile, mekanik özellikler sertlik ve basma testleri ile, biyoaktiflik ise in vitro biyoaktivite testi ile değerlendirilmiştir. Genelde tüm kompozitlerde en iyi özellikler 1300ºC da sinterlenen numunelerde elde edilmiştir. En iyi fiziksel ve mekanik özellikler SHA kompozitler içinde %10 MgO katkılı olanda, CSHA kompozitler içinde de %5 CIG katkılı olan kompozitte elde edilmiştir. Tüm kompozitler içinde ağ. %10 MgO içeren SHA kompozitin en iyi özellikler olarak değerlendirilen özellikleri; yoğunluk 2,99 g/cm3, basma mukavemeti 116 MPa, sertlik 458 HV değerlerinde olup, en iyi özelliklerin elde edildiği SHA-ağ. %10 MgO ve CSHA-ağ. %5 CIG katkılı kompozitlerin aynı zamanda biyoaktif oldukları da saptanmıştır., Hydroxyapatite (HA) can be produced both by a synthetic method and by a natural resource. In spite of being a biocompatible and bioactive material, HA has a limited usage as an implant material because of its low mechanical properties. HA based composites are required to produce for improvement of strength and toughness of the implant materials without compromising of biocompatibility. In this study, HA composites were produced by using natural sheep HA (SHA) and commercial synthetic HA (CSHA) seperately reinforced with 5 and 10 wt% MgO, Nb2O5 and commercial inert glass (CIG) powders, sintered at the temperature range of 1000-1300oC, then physical, mechanical, microstructural and bioactivity properties of these composites were determined. The most suitable composite composition for biomedical applications was selected among the studied composites from their determined properties. Microstructural properties of the obtained composites were characterized by using scanning electron microscopy (SEM) technique, phase analysis were done by X-ray diffractometer (XRD) technique, mechanical properties were measured by hardness and compression tests and bioactivity property was determined by in vitro bioactivity test. The best properties of all studied composites were obtained at 1300 oC sintering temperature. The physical, mechanical and biocompatibility tests showed that among SHA composites, the best properties obtained at the composite reinforced by 10wt.% MgO and among CSHA composites at the composite reinforced by 5wt.% CIG. The properties of SHA-10wt.% MgO composite is better than that of CSHA-5 wt.% CIG composite. These two composites can be suggested as implant materials for the biomedical applications., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Bu çalışmada doğal taş kesmede kullanılan elmas-(Co-Ni-Bronz) matrisli bir kompozit spark plazma sinterleme (SPS) ve geleneksel serbest sinterleme yöntemleri ile üretilerek yapısal ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Yapısal özelliklerin incelenmesinde optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskop (SEM) ve X ışınları difraksiyonu (XRD) kullanılmıştır. Fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesinde ise yoğunluk ölçümü, sertlik ve basma testleri kullanılmıştır. SPS yönteminde uygulanan basınç ve akımın etkisiyle daha kısa sürede (10 dak) ve daha düşük sıcaklıkta (850 0C) daha yoğun ve de özellikleri daha iyi malzeme üretilmektedir, fakat maliyetlidir. Yapılan bu çalışmada geleneksel serbest sinterlemede en iyi fiziksel ve mekanik özellikler ise 950 0C de 180 dakikada elde edilmiştir, fakat SPS yöntemiyle üretilen malzemenin özelliklerinden oldukça daha düşük değerlerdedir. Geleneksel serbest sinterlemede 9500 C de 180 dakikaya kadar süre arttıkça ölçülen değerlerde artma görülmüş, fakat artan sinterleme sürelerinde tane büyümesi nedeniyle özelliklerin düştüğü belirlenmiştir. Sonuç olarak elmaslı kompozit malzeme üretiminde kullanılan SPS ve geleneksel serbest sinterleme yöntemlerinden, SPS yönteminin daha üstün özelliklerin elde edildiği yöntem olduğu belirlenmiştir., In this study a composite with diamond-(Co-Ni-Bronze) matrix was produced by Spark Plasma Sintering (SPS) and Conventional Sintering (CS) methods then their mechanical and physical properties were compared. Optical Microscope (OM), Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) technics were used to investigate structural properties. Density measurement, hardness and compression tests were also used to investigate the physical and mechanical properties. With the effect of current and pressure applied in SPS, samples with higher density and better properties were produced at shorter time (10 min.) and lower temperature (850 0C), but SPS method is costly compared to CS method. In this study best physical and mechanical properties were gained at 950 0C temperature in 180 minutes at conventional sintering but they were lower than that of produced by SPS method. During CS experiments, at 950 0C sintering, longer times than 180 minutes caused decrease in properties due to grain growth. In conclusion, it is determined that through SPS and CS methods which are used in production of composite with diamond, superior properties were obtained at SPS method., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada doğal taş kesmede kullanılan elmas-(Co-Ni-Bronz) matrisli bir kompozit spark plazma sinterleme (SPS) ve geleneksel serbest sinterleme yöntemleri ile üretilerek yapısal ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Yapısal özelliklerin incelenmesinde optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskop (SEM) ve X ışınları difraksiyonu (XRD) kullanılmıştır. Fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesinde ise yoğunluk ölçümü, sertlik ve basma testleri kullanılmıştır. SPS yönteminde uygulanan basınç ve akımın etkisiyle daha kısa sürede (10 dak) ve daha düşük sıcaklıkta (850 0C) daha yoğun ve de özellikleri daha iyi malzeme üretilmektedir, fakat maliyetlidir. Yapılan bu çalışmada geleneksel serbest sinterlemede en iyi fiziksel ve mekanik özellikler ise 950 0C de 180 dakikada elde edilmiştir, fakat SPS yöntemiyle üretilen malzemenin özelliklerinden oldukça daha düşük değerlerdedir. Geleneksel serbest sinterlemede 9500 C de 180 dakikaya kadar süre arttıkça ölçülen değerlerde artma görülmüş, fakat artan sinterleme sürelerinde tane büyümesi nedeniyle özelliklerin düştüğü belirlenmiştir. Sonuç olarak elmaslı kompozit malzeme üretiminde kullanılan SPS ve geleneksel serbest sinterleme yöntemlerinden, SPS yönteminin daha üstün özelliklerin elde edildiği yöntem olduğu belirlenmiştir. In this study a composite with diamond-(Co-Ni-Bronze) matrix was produced by Spark Plasma Sintering (SPS) and Conventional Sintering (CS) methods then their mechanical and physical properties were compared. Optical Microscope (OM), Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) technics were used to investigate structural properties. Density measurement, hardness and compression tests were also used to investigate the physical and mechanical properties. With the effect of current and pressure applied in SPS, samples with higher density and better properties were produced at shorter time (10 min.) and lower temperature (850 0C), but SPS method is costly compared to CS method. In this study best physical and mechanical properties were gained at 950 0C temperature in 180 minutes at conventional sintering but they were lower than that of produced by SPS method. During CS experiments, at 950 0C sintering, longer times than 180 minutes caused decrease in properties due to grain growth. In conclusion, it is determined that through SPS and CS methods which are used in production of composite with diamond, superior properties were obtained at SPS method. 99

Bu çalışmada nanokristalize edilmiş amorf silikon ince filmlerin sentezi yapılarak, güneş pili uygulaması için geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, çalışma sırasında DC Magnetron Saçtırma ve RF Magnetron Saçtırma cihazları kullanılmıştır. İlk olarak DC-Magnetron Saçtırma cihazı ile 1 Watt, 4 Watt, 10 Watt ve 15 Watt değerlerinde, titanyum biriktirilmiş silikon altlık üzerine, 18 °C ortam sıcaklığında, 300 Å kalınlığında silikon kaplama yapılmıştır. Daha sonra 1 Watt için 2 sccm ile 20 sccm ve 15 Watt için ise 0.8 sccm ile 20 sccm argon akış hızlarında kaplamalar yapılmıştır. Bu çalışmalardan sonra RF güç kaynağına geçilmiş ve bu sefer de kullanılan silisyum toz hedef malzemesi haricinde sisteme bir de altlık olarak kullanılan tek kristal silisyum altlık hedef malzemesi olarak eklenmiştir. Her bir hedef malzemesi için 10 Watt, 15 Watt ve 150 Watt güç değerlerinde kaplamalar yapılmıştır. Ardından RF gücünde üretilen ve her iki hedef malzemesinin de kullanıldığı iki ayrı numune üretilip, 800 °C? de birer saat tavlama işlemi yapılmıştır. Yapılan her kaplama işleminin ardından numuneler vakum ortamından çıkarılmadan X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ile karakterize edilmiştir. Daha sonra numunelere Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Raman Spektroskopisi, X-Işınları Difraksiyonu (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) cihazları ile karakterizasyon işlemleri yapılmıştır. Yapılan tüm bu işlemler sonucu, karakterizasyon sonuçlarının ışığında önce yapıda amorf silisyumun eldesi sağlanmış, ardından yapılan tavlama işlemi ile beraber hedeflenen nanokristal silisyum elde edilmiştir. In this work, nanocrystallized amorphous silicon thin films were synthesized and it was aimed to apply this to solar cell applications which are accepted as one of the most important alternative for renewable energy sources. In accordance with this purpose, DC Magnetron Sputtering and RF Magnetron Sputtering was used. At first, by using DC Magnetron Sputtering, samples were deposited on titanium deposited silicon substrates under 1 Watt, 4 Watt, 10 Watt and 15 Watt, at 18 °C temperature. Thickness was 300 Å for all samples. After that thin film depositions were done for 1 Watt at 2 sccm and 20 sccm and for 15 Watt at 0.8 sccm and 20 sccm argon flow rate. Later on, RF power source started to be used and at that time addition to the powder silicon target, single crystalline silicon substrate was started to be used as target. For each target, thin film depositions were done at 10 Watt, 15 Watt and 150 Watt. After all these, two samples were deposited by RF power and annealed at 800 °C for 1 hour. After all deposition procedure, X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) characterization was made without taking samples outside. Behind all of these, samples were characterized by Atomic Force Microscopy (AFM), Raman Spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). As a result of these, by the investigation of characterization results, it is understood that amorphous silicon was obtained at first and then nanocrystalline silicon particles were acquired by annealing. 113

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Bu tez çalışmasında uyluk kemiği kırıklarında kullanılmakta olan ilik içi (intramedüller) uyluk çivilerinde yaşanan uygulama güçlükleri, ameliyattaki zaman kayıpları, uzun süreli radyasyona maruz kalma gibi problemler yanında kırık türlerine göre farklı çivilerin uygulanması sebebiyle ortaya çıkan sterilizasyon maliyetleri, stok zorlukları gibi problemleri ortadan kaldıracak yeni bir çivi modeli oluşturmak amacı ile işlevselliği arttırılmış uyluk çivisi tasarlanmış, bu çivinin üretimi gerçekleştirilmiş ve standartlara göre mekanik testler yapılmıştır. Bu uyluk çivisi çok işlevli olması amaçlanmıştır. Tasarlama aşamasında da günümüzde kullanılan uyluk kırıklarında kullanılan çivilerin bütün özelliklerini karşılayacak bir çivi oluşturulmuştur. Tasarlama aşamasından sonra da malzeme biyomalzeme olarak üstün özellikleri olan titanyum seçilmiştir. Ti6Al4V tasarlanmış çok işlevli uyluk çivisine göre hammade karakterizasyonlarından sonra ortopedik implantların üretim şekillerine ve Ti6Al4V talaşlı imalat şartlarına göre önce tornalamayla çap ayarlamaları, frezelemeyle işlevsellik kazandıracak deliklerin delinmesiyle oluşturulmuştur. Çivinin yüzey parlatmasından sonra titanyumun anodizasyonu ile renklendirme işlemi yapılmıştır. Üretilmiş çivini özelliklerini belirlemek için ASTM F1264-03 standartına göre mekanik testleri yapılmıştır. Geleneksel çivi ile çok işlevli çivinin mekanik özellikleri bakımından karşılaştırılması yapılmış ve çok işlevli çivinin üstün olduğu özellikler belirlenmiştir. Titanyumun renklendirme çalışmaları yapılmıştır. Renklendirme işlem parametrelerinde elde edileceği belirlenmiştir. Renklendirme işlemini etkileyen faktörler, çözelti özellikleri, potansiyel miktarı gibi parametreler araştırılmıştır. Sonuç olarak bu yeni tasarlanmış uyluk çivisinin mekanik testlerde uygun standartlarda olduğu ve uyluk kırıkları için ortopedi ameliyatlarında kullanılabilirliği ortaya çıkmıştır., This is meant to be multifunctional femoral nail. Currently used in the design phase to meet all the characteristics of nails used in the created fractures of the femur. After the designing stage of the outstanding features of the raw material of titanium as a biomaterial is selected. After characterization of raw materials based on multifunctional designed Ti6Al4V femoral nail, orthopedic implants under the terms of modes of production and machining Ti6Al4V, turning diameter adjustments, save multifunctional properties formed by milling with puncturing holes. After polishing of the surface of the nail made of titanium anodizing and coloring process. Multifunctional femoral nail manufactured to ASTM F1264-03 to determine the characteristics of over-insert the mechanical tests were performed according to standard. Studies were made of titanium coloring. What colors were carried out in which the parameters can be obtained coloring. In conclusion, this is a newly designed femoral nail and femur fractures mechanical tests, orthopedic surgery, the availability of appropriate standards have emerged., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Otomotiv endüstrisinde süspansiyon sistemi elemanı olarak kullanılan denge çubukları, emniyetli ve konforlu sürüş temin edilmesi amacı ile kullanılmaktadır. Araçların çok önemli bir emniyet parçası olmasından dolayı denge çubuğu üretimi, malzeme seçimi ve kontrol testleri çok dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Denge çubukları değişken yükler altında çalıştığı için yüksek yorulma dayanımına sahip olmalıdır. Denge çubuğu üretiminde kullanılan yay çelik malzemelerinin yüksek mekanik özelliklere sahip olması gerekmektedir. Ayrıca denge çubukları araçların dış parçası olması ve korozif ortamla temas halinde olmasından dolayı yüksek korozyon direncine sahip olması da gerekmektedir. Bu tez çalışmasının amacı yay çelik malzemesinden üretilen denge çubuklarının ısıl işlem sürecinde, sertleştirme koşullarının yorulma davranışı üzerindeki etkisinin belirlenmesidir. Bu amaçla 3 farklı sertleştirme ortamında, farklı banyo sıcaklıklarında ve sürelerde sertleştirme yapılmıştır. Sertleştirme banyosu olarak su, polimerli su ve yağ ortamları kullanılmıştır. Banyo ortamlarındaki farklı soğutma hızlarının denge çubuğunun mekanik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Denge çubuğu üretiminde 2 farklı çubuk formu (boru–dolu çubuk) ve 2 farklı hammadde (34MnB5-55Cr3) kullanılmıştır. 34MnB5 ve 55Cr3 yay çelik malzemelerinde soğuk büküm yöntemi ile 118 adet denge çubuğu üretilmiştir. 34MnB5 malzemesinden üretilen denge çubukları 9 farklı operasyon koşullarında sertleştirilmiştir. 55Cr3 malzemesinden üretilen denge çubukları 12 farklı operasyon koşullarında sertleştirilmiştir. Sertleştirme sonrası çubukların yorulma testi ile yorulma ömürleri belirlenmiştir. Farklı banyolarda sertleştirilen çubukların mikroyapı ve sertlik incelemesi yapılmıştır. Banyo ortamının, sıcaklığının ve sertleştirme sürelerinin denge çubuklarının yorulma ömrüne ve sertliğine etkisi belirlenmiştir. İdeal sertleştirme koşulları belirlenirken uygun mikroyapı, sertlik değerleri, yüksek ve homojen yorulma ömür dağılımının elde edildiği koşullar seçilmiştir. Yapılan test ve analizlerin sonucunda 34MnB5 malzemesinden üretilen denge çubukları için en uygun sertleştirme koşulları yağ banyosunda 53⁰C banyo sıcaklığında 8 dakika sertleştirme olarak belirlenmiştir. 55Cr3 malzemesinden üretilen denge çubukları için en uygun sertleştirme koşulları polimerli su banyosunda 36⁰C banyo sıcaklığında 45 saniye sertleştirme olarak belirlenmiştir., Stabilizer bars, which are used as component of suspension system at the automotiv industry, are used for the aim of safety and comfortable driving ensure. Stabilizer bar (SB) production, raw material selection and control tests must be made carefully, because SBs are the most important safety part of automobiles. Owing to work under variable loads, stabilizer bars should have high fatigue strength. Spring steel materials which are used to stabilizer bar production must have high mechanical properties. Also stabilizer bars are the external part of the vehicles and contact with corrosive media. Due to the fact that, they must have high corrosion resistance. The aim of this thesis is determine to the effects of quenching conditions at the heat treatment process of stabilizer bars, which are produced from spring steel, on the fatigue behaviour. For this aim, quenching was made at different temperatures and cooling times in 3 different quenching media (water, polymer and oil). Water, polymer-water mixture and oil were used as quenching media. The effects of different cooling rate at different quenching medias on the mechanical properties of the stabilizer bar were researched. Two different bar forms (solid-pipe bar) and raw material (34MnB5–55Cr3) were used for the stabilizer bar production. 118 pieces of stabilizer bars were produced with cold forming method from 34MnB5 and 55Cr3 spring steel materials. Stabilizer bars ,which were produced from 34MnB5, were quenched in 9 different operation conditions. Stabilizer bars ,which were produced from 55Cr3, were quenched in 12 different operation conditions. Fatigue life of stabilizer bars were determined in fatigue test after quenching. Microstructure and hardness examinations of bars, which were quenched in different quenching medias, were applied. Determining the effect of bath temperatures and quenching time on the fatique behaviour and hardness of stabilizer bars. As determining the suitable quenching conditions, suitable microstructure and hardness values, fatique life of high and homogeneous distribution of the selected conditions were obtained. As a result of tests and analysis, for stabilizer bars which were produced from 34MnB5, the most suitable conditions of quenching were determined as 53ºC bath temperature and 8 minutes cooling time at oil. For stabilizer bars which were produced from 55Cr3, the most suitable conditions of quenching were determined as 36ºC bath temperature and 45 seconds cooling time at polymer-water mixture., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Magnezyum ve alaşımları, yüksek spesifik mukavemet ve direngenlik, düşük yoğunluk, yüksek termal iletkenlik, iyi sönümleme kapasitesi, mükemmel dökülebilirlik ve iyi işlenebilirlik gibi özelliklerinden dolayı otomotiv, havacılık ve elektronik uygulamalarında en çok dikkat çeken malzemeler arasında yer almaktadır. Bütün bu olumlu özellikler sebebiyle endüstride yaygın olarak kullanılan magnezyum alaşımlarının talaşlı imalatı veya ürün değişimi sırasında büyük miktarda hurda veya talaş oluşmaktadır. Genelde metalik talaş veya hurdalar ergitilerek geri kazanılır ve ardından şekillendirme işlemine tabi tutulur. Ancak özel koruyucu ortam ve çok dikkatli olma gerekliliği, yüksek ergitme kayıpları, taşıma sırasında patlama tehlikesi, yüksek oksit içeriği gibi olumsuzluklardan dolayı magnezyum talaşlarının ergitilerek geri kazanımı etkili bir yöntem değildir. Magnezyum alaşımlarının ergitilerek geri kazanımında karşılaşılan diğer önemli bir engel ise talaş veya hurdada büyük miktarda inklüzyon ve empürite elementlerinin bulunmasıdır. İnklüzyon süneklik kaybına sebep olurken, empürite ise korozyon direncini olumsuz yönde etkilemektedir. Hafif alaşımlı hurdaların yeniden işlenmesi sırasında karşılaşılan en büyük problem artan inklüzyon ve empürite elementleridir. Genelde inklüzyon ve empürite miktarı, flaks kullanarak veya kullanmayarak arıtma ve hidrometalurji prosesi gibi kimyasal yaklaşımlarla azaltılmaktadır. Ancak bu geri dönüşüm teknolojilerinde proses karmaşıklığı, düşük verimlilik ve yüksek enerji tüketimi gibi bazı sorunlar hala vardır. Bu nedenle, magnezyum talaşı ve hurdanın daha etkili bir şekilde geri kazanımı için ilgi artarak devam etmektedir. Son yıllarda geleneksel döküm yöntemlerine alternatif olarak katı hal geri kazanım yöntemi sayesinde düşük maliyet ve çevreye saygı gibi teknolojik avantajlar sağlanmış olacaktır. Katı hal geri kazanım yöntemi, ergitme olmaksızın talaş veya hurdanın soğuk veya sıcak preslenmesi ve ardından sıcak ekstrüzyon gibi plastik deformasyon yöntemlerini kapsamaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetle, ergitme ve mekanik öğütme olmaksızın elle karıştırma ve ardından sıcak ekstruder işlemi ile magnezyum talaşının geri kazanılması amaçlanmıştır. Magnezyum talaşının geri kazanımında; özellikle ülkemizde talaşlı imalat sonucunda oluşan magnezyum talaşlarının kompaktlanıp ergitildikten sonra döküm yapılarak geri kazanımı sırasında enerji maliyeti ve çevresel yaptırımların ortalama maliyeti artırması, yani bu metallerin geleneksel geri kazanım yöntemine alternatif olarak ergitme yapılmaksızın magnezyum talaşına farklı oranlarda saf magnezyum tozu (ağırlıkça % 25 - 75) ilave ederek mekanik öğütme olmaksızın elle karıştırma ve ardından sıcak ekstruder işlemi ile geri kazanımı amaçlanmıştır. Üretilen magnezyum malzemelerinin mekanik özellikleri ve korozyon davranışına magnezyum veya alüminyum toz içeriğinin etkisi inclenmiştir. Ürünlerin kalitesinin belirlemek için magnezyum malzemelerinin mikroyapısal karakterizasyonu, mekanik deneyleri, kuru ortam aşınma deneyleri ve korozyon deneyleri yapılmıştır. Mikroyapısal karakterizasyon optik ışık mikroskop incelemeleri, x-ışını difraksiyonu analizleri, yoğunluk ve elektrik iletkenlik ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Mikroskobik incelemeler, standart metalografik yöntemler ile hazırlanmış ekstrüzyon ve kesit yönündeki malzemeler üzerinde yapılmıştır. Yoğunluk ölçümleri Arşimet yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Elektrik iletkenliği ölçümleri ise Hocking AutoSigma 3000DL model bir ölçüm cihazı kullanılarak yapılmıştır. Mekanik özellik karakterizasyonu, sertlik ve basma deneyleriyle yapılmıştır. Sertlik ölçümleri metalografik malzemeler üzerinde, Vickers batıcı ucu ile Schimatzu Model mikrosertlik cihazında 200 gr yük altında HV0,2 cinsinden belirlenmiştir. Sertlik değerleri, en az 10 ölçümün ortalaması alınarak tespit edilmiştir. Basma deneyleri, Dartec marka üniversal test cihazında 1 mm/dak. çene hızında oda sıcaklığında yapılmıştır. Her bir malzeme grubunu temsilen üç adet basma deneyi yapılmış ve bunların aritmetik ortalaması deney sonucu olarak alınmıştır. Aşınma deneyleri ekstrüzyon yönündeki 220 μm boyutundaki AZ91 alaşım talaşı ile magnezyum toz karışımlarından hazırlanan malzemelerin yüzeyine dört farklı kayma hızında (0.0128m/s, 0.0245 m/s, 0.0375 m/s, 0.0567 m/s) ve 10 mm kayma mesafesine sahip 10 mm çapında çelik bilyenin 1.0 N normal yük altında sürtünmesi ile gerçekleştirilmiştir. Aşınma deneyi sonrasında malzeme yüzeyleri üzerinde gelişen aşınma izleri yüzey profilometresi (Veeco Dektak 6M) ile analiz edilmiştir ve yüzey profilleri vasıtasıyla aşınma iz alanları hesaplanmıştır. En çok aşınan malzemenin (0,0375 m/s kayma hızı altında ağırlıkça %100 talaş içeren alaşım) aşınma direnci 1,0 kabul edilerek diğer malzemelerin aşınma dirençleri relatif olarak hesaplanmıştır. Aşınma izleri daha sonra taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiştir. İncelenen malzemelerin ağırlık kaybı korozyon deneyleri, bir cam beher içerisinde bulunan % 3.5’luk NaCl çözelti içinde yüzeyi temizlenmiş malzemelerin 36 saat süreyle tutulmasıyla yapılmıştır. Malzemelerin yüzey alanına bağlı olarak çözelti miktarı 0,6 ml/mm2 olacak şekilde ayarlanmıştır. Korozyon deneyleri sırasında belirli zaman aralıklarında (3, 6, 12, 18, 24 ve 36 saat) çözeltiden çıkarılan malzemeler sırasıyla damıtılmış su ve alkol içinde ultrasonik olarak temizlendikten sonra 0,1 mg hassasiyete sahip elektronik terazide tartılmıştır. Deney sonuçları, malzemelerin birim yüzey alanı başına düşen ağırlık kaybına göre gr/cm2 cinsinden değerlendirilmiştir. İncelenen malzemelerin mikroyapısal incelemeleri, talaş ve tozun ekstrüzyon yönünde birbirine alternatif olacak şekilde uzamış katmanlı yapıda olduğunu ortaya çıkarmıştır. Mikroskobik incelemeler sırasında saf magnezyum talaşından üretilen malzemelerin XRD paternlerinde sadece magnezyum piki mevcut olup, bunun dışında herhangi bir mikroyapı bileşenine ait pik tespit edilmemiştir. MgAl2O4 fazı sadece AZ91 alaşım talaşından üretilen malzemelerin mikroyapısında bulunmuştur. Saf magnezyum talaşından üretilen malzemelerde talaş içeriğine göre yoğunluk çok fazla değişmez iken elektrik iletkenliği ise artan talaş içeriğine bağlı olarak artmaktadır. AZ91 alaşım talaşından üretilen malzemelerde de talaş içeriği arttıkça yoğunluk artmakta, elektrik iletkenliği azalmaktadır. Sertlik, basma, aşınma ve korozyon deneyleri sonunda 220 μm boyutundaki AZ91 alaşım talaşından üretilen malzemelerde talaş içeriği arttıkça sertlik, mukavemet ve korozyon direnci artmaktadır. Ancak artan talaş içeriğine bağlı olarak elektrik iletkenliği ile birlikte aşınma direnci azalmaktadır. Diğer taraftan saf magnezyum talaşından üretilen malzemelerde talaş içeriği arttıkça sertlik, mukavemet ve korozyon hızı azalmaktadır., Magnesium and its alloys are attractive malterials for use in automotive, aerospace and electronic applications because of their high specific strength and specific stiffness, low density, good thermal conductivity, good vibration damping capacity, excellent die castability and superior machinability. There is an increasing demand for magnesium and magnesium alloys in automotive, electronic and aerospace industries. However, primary magnesium production needs high energy consumption so it is important to recycle of this metal. Also, the expanding use of magnesium alloys in the automotive, aerospace and electronic industries leads to an increasing quantity of chip and scrap. Accompanying this consumption increase, chip and scrap from manufacturing and product replacement create a big amount of waste which needs recycled. In general, metallic chips and scraps always can be remelted to cast into ingot for subsequent processing. However, the high surface-to-volume ratio of magnesium chips leads to melt losses, hazards during transportation, high oxide contents. So, recycling with liquid state approaches may not be efficient to overcome in magnesium recycling because of the needs of special protective environment and extra caution. A major barrier to the recycling of magnesium alloys is the existence of substantial amount of inclusions and impurity elements in the chip and scrap, the former causes severe loss of ductility and strength, and the latter reduces significantly the corrosion resistance. The major challenges in reprocessing light alloy scrap are dealing with the increased inclusions and impurity elements. Conventional wisdom is to reduce the amount of such inclusions and impurities by a chemical approach, e.g., flux or fluxless refining, and hydrometallurgy process. However, there are still some problems in these recycling technologies, such as process complexity, low productivity and high energy consumption. Therefore, there is a growing need for more effective recycling processes for magnesium alloy chip and scrap. In recent years, recycling by solid state approaches has been shown to possess a number of technological advantages over the traditional casting processes because its cost is relatively low, also favorable for environment protection. The solid state recycling of the magnesium chips were tried first in 1995 and then method was modified in 2000. In the literatures it has been experienced that solid state recycled materials from magnesium chips have shown excellent mechanical and corrosion properties. In the solid state recycling, chips and scraps are recycled by consolidation using plastic deformation processes such as cold or hot pressing followed by hot extrusion without melting. This study aims to recycle magnesium chips by a combination of cold press and hot extrusion processes. During the re-use of magnezium chips, today in the recycling process of magnesum chips consisting of compacting, melting and casting, since metal loss due to the oxidation occurring during the melting of chips, the costs of labour and energy as well as the expenditures on environment protection raise the production cost, solid-state process of magnesium chips by cold press and hot extrusion processes without melting and milling has been introduced as an alternative magnesium recycling process. In the present study, the feasibility of recycling pure magnesium chips and AZ91 alloy chips with the help of commercially pure magnesium and aluminum powders, was investigated. For this study, the magnesum chips mixed with different amount of magnesium and aluminum powders in the range of 25-75 wt. %, after mixing by hand for 5-10 minutes those mixtures were cold pressed as one directional under 700 MPa for 10 minutes and 30 mm in length and 20 mm in diameter discs were produced. After cold press those discs were hot extruded with 9:1 ratio at 350˚C to get condensed final products and to get a homogeneous microstructure by using 100 tonnes capacity vertical axis hydrolic press. After hot extrusion test specimen were produced 20 mm in diameter and 50 mm for height. Furthermore, the effect of magnesium and aluminum powders and their amounts on the mechanical properties and corrosion behaviour of the recycled magnesium materiasl were studied. To evaluate the quality of the products, the recycled materials were subjected to microstructural characterization tests, mechanical tests, corrosion tests and wear tests. Microstructural characterizations were performed by optical microscopic examination, x-ray diffraction analysis, density and electrical conductivity measurements. Microscopic examination was conducted on the extrusion and cross sections of the discs after preparing the specimens according to standard metallographic methods. The density of the recycled materials was measured by the Archimedes water immersion method. Hocking AutoSigma 3000 DL was utilized to measure the electrical conductivities of the recycled materials. Room temperature mechanical properties of the recycled materials were determined by hardness measurements and compressive tests. Hardness survey was measured on Shimadzu HMV2 microhardness tester by applying indentation load of 200 g with a Vickers indenter. At least, ten successive measurements were made for each condition. Round samples with 20 mm of length and 10 mm of diameter were tested by a Dartec Universal testing machine at a crosshead speed of 1 mm/min to determine the compression behaviour of the samples. The results of the compression tests were compiled by averaging the decision of three samples. Wear tests of the recycled AZ91 alloy with 220 µm chip size were carried out under normal atmospheric conditions (202 oC and 305 %RH) on a reciprocating wear tester. All experiments were carried out under a constant normal load of 1 N using a 10 mm diameter steel ball, and sliding speeds from 0.0128 to 0.0567 ms-1 with increments of 0.014 ms-1. After the wear tests, the wear tracks formed on the recycled AZ91 alloys were detected by a Veeco Dektak 6M profilometer to quantify the test results in terms of wear track area. Wear track area values were then converted into Relative Wear Resistance (RWR) by assuming the RWR of the recycled AZ91 alloy containing 100 wt.% magnesium chip under a sliding speed of 0.0375 m/s as 1.0. After the wear test, wear tracks formed on surfaces of the recycled Mg alloys were examined using a scanning electron microscope (SEM). Evaluation of the corrosion was determined by weight loss-measuring. For the weight loss-measuring test, square shape samples with an average size of 2 mm x 2 mm were ground up to 1200 grit SiC emery papers and polished 1 μm diamond paste. After cleaning with acetone, these samples were weighed and then immersed in 3.5% NaCl solution in a Pyrex glass cell exposed to atmospheric air for 36 h. The amount of solution in the baker was estimated by taking into account the surface area of the samples as 0.6 ml/mm2. After the test, the samples cleaned/dried were weighted by an electronic balance having a resolution of ±0.1 mg. The normalized weight loss values of the investigated alloys were calculated in the unit of g/cm2 by dividing the weight loss of the each sample by their initial total surface area. Microstructural examination revealed that the recycled magnesium alloys including different amounts of chips possessed a lamellar structure composed of alternating layers of magnesium powder and magnesium chip aligned parallel to the extrusion direction. During microscopic examinations, magnesium peaks were evident on the XRD patterns obtained from the recycled pure magnesium materials. AZ91 alloys are usually charactarized with β-Mg17Al12 phase presence and this alloy shows good mechanical properties and good corrosion resistance alternating with β phase amount and distribution. In this study peaks of β-Mg17Al12 intermetallic compound in the recycled AZ91 alloy were not seen. After all, beceause of severe deformation during hot extrusion at 350 ˚C formation of β-Mg17Al12 intermetallic compound is not expected. However, MgAl2O4 was present in the the recycled AZ91 alloy. The density of the recycled pure magnesium materials was not altered notably by magnesium chip addition and the recycled magnesium materials indicated close results to the theoretical density (1.74 g/cm3). While, the density of the recycled AZ91 alloy increased by increasing wt.% of chip. Furthermore, the electrical conductivity of the recycled pure magnesium materials increased by increasing wt.% of chip. On the other hand, the electrical conductivity of the recycled AZ91 alloy decreased by increasing wt.% of chip. The results from the hardness, compression and wear and immersion tests showed that the hardness, strength and corrosion resistance of the recycled AZ91 with 220 µm chip size increased progressively by increasing the chips wt.% in the products. Because of higher hardness value and more oxide content of AZ91 alloy chips hardness and compression strength of recycled AZ91 alloys were higher than those of recycled pure magnesium materials. However, the wear resistance of the recycled AZ91 with 220 µm chip size decreased along with the reduction of electrical conductivity by adding magnesium chip. On the other hand, the hardness, strength and corrosion rate of the recycled pure magnesium materials decreased progressively by increasing the chips wt.% in the products. Compatible with the literature due to the oxides network which distributed parallel with extrusion direction corrosion resistance of the materials recycled from pure magnesium chips are affected in a positive way by impede diffusion of Cl- ions to the metal surface. Localized corrosion and corrosion pits were seen both recycled pure magnesium materials and recycled AZ91 alloy materials in the wt. 3.5 % NaCl chloride media., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Bu çalışmada, 9 farklı kompozisyonda toz metalürjisi ve spark plazma sinterleme ile üretilmiş demir esaslı alaşımların bağlayıcı matris olarak kullanıldığı elmas katkılı kesici uçların karakterizasyonu yapılmıştır. Fe-Co-Cu, Fe-Ni-Cu-Sn, Fe-Cu-Sn alaşımındaki malzemeler performanslarının belirlenmesi için mekanik deneylere tabi tutulduktan sonra karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bağlayıcı olarak kullanılan metalin cinsine göre davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçların irdelenmesi için numuneler X ışınları ile yapılan faz analizleri (XRD), optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (EDS) ile yapılan analizler ile incelenmiştir. Yapısal ve mikro yapısal analizler ile malzeme içindeki fazlar belirlenerek malzemeye etkisi irdelenmiştir. XRD sonuçları, SEM görüntüleri ve bölgesel EDS sonuçları ile desteklenerek mikro yapı belirlenmiştir. Ayrıca kırık yüzeyden alınan SEM görüntüleri yardımıyla malzeme içindeki elmasın tutunma yeteneği gözlemlenmiş, kaplamalı elmasların avantajı ortaya çıkmıştır. Bu çalışma sonunda demir esaslı alaşımlara nikel ilavesinin mekanik özellikleri iyileştirdiği ve özellikle 850ºC’de sinter yoğunluğunu arttırdığı tespit edilmiştir. Elmasların TiC kaplanmasının grafitleşmeyi engellediği, kaplama içermeyen elmas yüzeylerinde de üretim koşullarında bozulma meydana gelmediği ortaya çıkmıştır. Fakat elmaslı bölgelerin yükleme altında çatlak başlangıcına neden olduğu görülmüştür. Genel olarak yüksek sıcaklıkta sinterlenen numuneler daha yüksek yoğunluk ile beraber daha iyi mekanik özellikler göstermiştir., In this studying, the performances of metal-bonded diamond cutting tools manufactured by powder metallurgy and spark plasma sintering techniques were investigated using iron based alloys as the bonding matrix. The samples of Fe-Cu-Co, Fe-Cu-Sn, Fe-Ni-Cu-Sn alloys with addition of 20-25 vol % of diamond grits were processed by powder metallurgy techniques. The structure of composites was investigated by X-ray diffraction analysis (XRD). The microstructures, diamond retention capability and metal-diamond interface was studied by electron microscopy on the fracture surfaces. Mechanical properties including hardness, compressive and transverse rupture strength along with densification were studied as well. Considering densification results of samples, higher densifications were attained for samples which were manufactured relatively at high temperatures. All samples sintered at 850°C showed better results compared with their counterparts sintered at 800°C. Besides samples with high Cu and Sn (above 70% vol.) content displayed less porosity due to liquid phase sintering. Ni had some positive effect on reducing porosity when sintered at 850°C. On the other hand, diamonds in the matrix had negative impact on achieving in theoretical density values. In order to specify performance of diamond cutting tool of different matrix, compressive and transverse rupture tests were carried out. According to the compressive test results, Fe-Ni-Cu-Sn alloys had the highest compressive strength, which nickel addition to the matrix was responsible for., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Titanyum ve titanyum alaşımları üstün korozyon direnci, düşük yoğunluk, düşük elastik modülü, biouyumluluk ve yüksek mukavemet gibi özelliklerinin iyi bir kombinasyonuna sahiptir. Bu özellikler son zamanlarda titanyuma olan ilginin artmasını ve bu malzeme üzerinde çalışmaların hızlanmasını sağlamıştır. Birçok alanda diğer metallerden daha yüksek karakteristik özelliklere sahip olan titanyum, zayıf ve yetersiz yüzey özellikleri sergilemektedir. Titanyum malzemelerin yüzeyleri sürtünmenin olduğu kullanımlarda problem oluşturmaktadır. Yüksek sürtünme katsayısına sahip yüzeylere karşı adhesif aşınma gösteren titanyumun yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla bu çalışmaya başlanmıştır. Yüzey karakteristiğini geliştirme yöntemlerinden biri olan Elektro Spark Biriktirme prosesi kullanılmıştır. Bu proseste altlık malzeme ile elektrod arasında mikro alaşımlama prensibine dayalı bir kaplama yöntemi uygulanmıştır. Bu doğrultuda malzeme yüzeyinde titanyum alüminyum intermetalik fazı elde edilmeye çalışılmıştır. Bu yüksek lisans tezinde ticari saflıktaki titanyum malzemenin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için ve geleneksel bir yöntem olan Elektro Spark Biriktirme (ESD, Electro Spark Deposition) prosesi kaplama yöntemi olarak seçilmiştir. Deneysel çalışmalarda altlık malzeme olarak ticari saflıktaki titanyum ( Kalite 2, Cp-Ti Grade2) numuneler, elektrod olarak da ticari saflıktaki alüminyum çubuk kullanılmıştır. Numuneler üzerinde daha kaliteli kaplama tabakası elde etmek amacıyla Elektro Spark Biriktirme (ESD) prosesinin parametreleri incelenmiş ve prosesin daha efektif kullanılması için gerekli şartlar araştırılmıştır. Yapılan ön deneyler sonucunda saf titanyum malzemenin yüzey özelliklerinin geliştirilebileceği düşünülmüş ve detaylı çalışmalar başlatılmıştır. EDS prosesinde kullanılacak parametrelerin belirlenmesi aşamasında hem cihazın teknik yeterlilikleri hemde kullanılan malzemelerin prosese uyumu konuları gözönünde bulundurulmuştur. Bu doğrultuda proseste kullanılan teknolojik parametreleri; akım şiddeti: 100-300-500 Amper, pulse süreleri: 50-100 μs, olarak seçilmiştir. Belirlenen parametreler ile 1, 2 ve 3 paso kaplamalar yapılması kararlaştırılmıştır. ESD cihazında birçok parametrenin değiştirilmesi mümkündür fakat çalışmanın sonuçlarına önemli bir etkisi olmadığı düşünülen parametrelerin sabit bir değerde tutulmasına karar verilmiştir. Bu amaçla cihazda sabit tutulan parametreler ; kullanılan yük: 2000 mC, her bir kaplama tabakası için harcanan süre: 60 saniye, kullanılan pulse ların şekli: kare ve elektrod tutucu tabancanın titreşim hızı sabit tutulmuştur. Titanyum ve titanyum alaşımları üstün korozyon direnci, düşük yoğunluk, düşük elastik modülü, biouyumluluk ve yüksek mukavemet gibi özelliklerinin iyi bir kombinasyonuna sahiptir. Bu özellikler son zamanlarda titanyuma olan ilginin artmasını ve bu malzeme üzerinde çalışmaların hızlanmasını sağlamıştır. Birçok alanda diğer metallerden daha yüksek karakteristik özelliklere sahip olan titanyum, zayıf ve yetersiz yüzey özellikleri sergilemektedir. Titanyum malzemelerin yüzeyleri sürtünmenin olduğu kullanımlarda problem oluşturmaktadır. Yüksek sürtünme katsayısına sahip yüzeylere karşı adhesif aşınma gösteren titanyumun yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla bu çalışmaya başlanmıştır. Yüzey karakteristiğini geliştirme yöntemlerinden biri olan Elektro Spark Biriktirme prosesi kullanılmıştır. Bu proseste altlık malzeme ile elektrod arasında mikro alaşımlama prensibine dayalı bir kaplama yöntemi uygulanmıştır. Bu doğrultuda malzeme yüzeyinde titanyum alüminyum intermetalik fazı elde edilmeye çalışılmıştır. Bu yüksek lisans tezinde ticari saflıktaki titanyum malzemenin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için ve geleneksel bir yöntem olan Elektro Spark Biriktirme (ESD, Electro Spark Deposition) prosesi kaplama yöntemi olarak seçilmiştir. Deneysel çalışmalarda altlık malzeme olarak ticari saflıktaki titanyum ( Kalite 2, Cp-Ti Grade2) numuneler, elektrod olarak da ticari saflıktaki alüminyum çubuk kullanılmıştır. Numuneler üzerinde daha kaliteli kaplama tabakası elde etmek amacıyla Elektro Spark Biriktirme (ESD) prosesinin parametreleri incelenmiş ve prosesin daha efektif kullanılması için gerekli şartlar araştırılmıştır. Yapılan ön deneyler sonucunda saf titanyum malzemenin yüzey özelliklerinin geliştirilebileceği düşünülmüş ve detaylı çalışmalar başlatılmıştır. EDS prosesinde kullanılacak parametrelerin belirlenmesi aşamasında hem cihazın teknik yeterlilikleri hemde kullanılan malzemelerin prosese uyumu konuları gözönünde bulundurulmuştur. Bu doğrultuda proseste kullanılan teknolojik parametreleri; akım şiddeti: 100-300-500 Amper, pulse süreleri: 50-100 μs, olarak seçilmiştir. Belirlenen parametreler ile 1, 2 ve 3 paso kaplamalar yapılması kararlaştırılmıştır. ESD cihazında birçok parametrenin değiştirilmesi mümkündür fakat çalışmanın sonuçlarına önemli bir etkisi olmadığı düşünülen parametrelerin sabit bir değerde tutulmasına karar verilmiştir. Bu amaçla cihazda sabit tutulan parametreler ; kullanılan yük: 2000 mC, her bir kaplama tabakası için harcanan süre: 60 saniye, kullanılan pulse ların şekli: kare ve elektrod tutucu tabancanın titreşim hızı sabit tutulmuştur. Farklı teknolojik parametrelerle saf titanyum malzeme yüzeyine yapılan kaplamanın karakteristik özelliklerindeki değişimlerin incelenmesi için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Titanyum malzemenin yüzeyine yapılan kaplamaların karakterizasyon araştırmaları kapsamında; yüzey pürüzlülük deneyleri, elde edilen kaplamaların kalınlığı ölçümleri, yüzeyden ve kesitten elemental mikroyapı incelemeleri, X ışınları difraksiyon analizleri (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey morfolojisi ve enine kesit incelemeleri, yüzeyden ve enine kesitten mikro sertlik testleri, yapışma mukavemeti için Rockwell C testi, ESD prosesinde gerçekleşen kütle transferleri analizleri çalışmaları yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde tezin amacı olan saf titanyum malzemenin yüzeyinde titanyum-alüminyum intermetaliği oluşturulmuştur. Numunelerin yüzeyinde elde edilmesi amaçlanan intermetalikler (TiAl ve Ti3Al) haricinde TiAl3, AlTi-O2, Al11Ti5, TiN fazları da gözlemlenmiştir. Numunelerin yüzeyleri kaplama sayısı arttıkça daha az pürüzlülük sergilemiştir. Yüzeyden alınan sertlik değerlerinde parametrelere bağlı olarak büyük bir farklılık görülmemiştir. Enine sertlik çalışmalarında kaplamadan altlık malzemeye doğru sertliği azalan grafikler görülmüştür. Uygullanan amperin artışı (100, 300, 500 amper) ve uygulama süresindeki (50, 100 μs) artış kaplama kalınlığında artış sağlamıştır. Kaplamanın kesitinden ve yüzeyinden elemental yapı analizi (EDS) çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Son olarak da kaplamanın yapışma karakterini incelemek için yapılan Rockwell C testi kaplamanın iyi yapışma sergilediğini göstermiştir. Tezin son kısmında deneysel sonuçların detaylı irdelenmesi ve yapılan çalışmanın titanyum yüzeyinde ne gibi karakteristik iyileştirmeleri gerçekleştirdiğinden bahsedilmiştir. Kaplamadaki eksikliklerden ve kullanılan ESD cihazındaki yetersizliklerin sebepleri ile birlikte tartışılmış ve bunların giderilmesi için önerilerde bulunulmuştur., The aim of this master thesis is to improve the surface properties of commercially pure titanium (Cp - Ti) (Grade 2) by applying of coating with one of the traditional coating methods, Electro Spark Deposition (ESD). Titanium and its alloys have such properties like, high corrosion resistance, low density, low elastic modulus, biocompability and high strength. Due to its suitability in aerospace, medical and dental applications, the interests and studies on titanium and its alloys have increased. Although, titanium and its alloys show better mechanical and chemical properties comparing to some other metals, they have weakness when used in frictional applications. Commercially pure titanium substrates and commercially pure aluminum rods were used in this study. Parameters of Electro Spark Deposition process were investigated experimentally and literarily, in order to form a better coating layer on the substrates. Pulses with 100-300-500 A current intensity, 50-100 μs duration and 100 μs pause duration between two pulses were chosen as electro spark deposition parameters. Although many parameters are changeable in this process, some of them were kept constant since it was thought that these parameters had no effect on results of this work. Accordingly, electrical charge of 2000 mC, coating duration of 60 s per pass, rectangle pulse patterns and vibration frequency of the electrode holder were kept constant. 1,2 and 3 passed experimental studies were carried out to see the influence of process parameters on the mass transfer, coating phases and surface properties of coatings. After definition of process parameters, experimental studies were conducted and completed. Then, mechanical, chemical and micro structural investigations of coated samples were made. In the preliminary tests, titanium-aluminum intermetallic phase was formed on the surface of the substrates. After obtaining the intermetallic phase on the surfaces, which was also the aim of this study, characteristics of the coatings were investigated. As characterizations of the coated samples; surface roughness analysis with profilometer, cross-sectional microstructure analysis and investigation of surface morphology through Scanning Electron Microscope (SEM), coating thickness measurements via SEM images, phase composition of the coatings via X-Ray diffraction (XRD) analysis, EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) analysis, micro hardness investigations both from surface and cross-section with micro hardness tester, Rockwell C test for adhesion properties. 200 Metler Toledo Precision Balance, which has 0,001 mg sensitivity, was used for calculating the mass transformation. After calculation, it was detected that there was increasing in the mass transfer due to increase of ampere and pulse duration. In the present research, the surface roughness measurement was performed by using, Perthometer S8P (Perthen-Mahr, Göttingen, Germany) optical profilometer. Roughness values was found as between 3,2 - 7,8 μm. Roughness values were decreased slightly when the number of passes were increased. By the increaseing with the pulse duration and pulse ampere, roughness of the surface were inceared as well. Rockwell C test (150 kg loading) was used to analyze the adhesion properties of the coatings. In this method we analyzed the cracks and the breaks of coatings. As a result of the tests, it was observed that the adhesion of the coatings had in HF-2 level of the Rockwell C indentation standart for adhesion. Identification of the phases was performed by using a Philips PW 3710 type X-ray diffractometer. X-ray diffraction (XRD) analyses were conducted by using Cu Kα radiation with an incident beam angle of 1o. Diffraction angle was between 20-90o, with a step increment of 0.02o and account time of 1s. In consequence of analysis conducted, there were found TiAl, Ti3Al, TiAl3, AlTi-O2, Al11Ti5, Al2O3 and TiN phases in the coatings. It was come out that TiAl and Ti3Al intermetallic phases were shown in all one passed coating specimens. The increasing number of coating passes resulted in transformation of phases into aluminum reach ones phases such as TiAl3 and Al11Ti5. TiN phase was also seen in all coatings. Microstructures of the composites were investigated by computer equipped Jeol JSM 7000F type field emission Scanning Electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). Pictures were taken from surface and cross sectional areas through SEM. By the help with these pictures, the analysis of EDS area and EDS lines were made. The findings of these analysis were supported the result of XRD. The pictures from SEM were also used to measure the coating thicknesses. The measurement was made by taking 6 values from each specimens. After averaging the measurement values, the coating thickness was found out as between 15 – 25 μm. It was also detected that there were an increase on the coating thickness as a result of increasing in pulse duration and pulse amplitude. Cross sectional pictures of coatings showed that there were rather homogeneous mixture of coating layers on specimens which were produced under 100 ampere currency. On the other hand, there were heterogeneous mixture of coating layers on specimens which were produced under 300-500 ampere currency. Additionally, it was shown that there were not only some cracks and some splashing in the surface image of coating, but also some cracks in the cross-sectional image of coatings. These findings were evaluated as the nature of the process. Cross-sectional hardness tests were carried out with a Vickers V-F 34 pyramid indenter, using a CSM micro-hardness tester. During tests, load–indentation depth–time data were recorded. Hardness measurements were performed under 5 gr load and was applied to the samples with a 2s pause between loading and unloading parts. The hardness values were taken as the average of a minimum of 6 measurements. As a result of analysis, on the surface of the coatings, it was measured that hardness is averaged 1800 VHN. The value of hardness in the solid solution was as around 800 VHN. During hardness works on the surface of specimens 50, 100, 200, 500 and 1000 gram loads were used. Before hardness tests, all specimens were sandpapered for a short period due to prevent of rough surface effect. The hardness measurement were varied between 350-550 Vickers according to increasing the test load. SEM analysis showed micro cracks lying throughout the coating from surface to interface. Variations on process parameters were found to cause no significant changes on amount and size of these cracks. These cracks are thought to be the result of cooling rate and thermal expansion coefficient differences. Compensation of technical shortages of the EDS equipment can provide coatings with a better surface quality and interface (coating-substrate) characteristics, and opportunities such as faster and more efficient production. Study on electrical equipment (voltage, capacitance, ampere, inductance, pulse intensity and duration), working medium (gas medium, temperature), electrode material (composition, density, shape, travelling speed, contact intensity) and substrate material (material choice, surface preparation, cleaning, temperature, shape) of equipment can be carried out [23]. Cracks forming in the structure of coatings are thought to be the paramount deficiency of the process. These cracks are seen in all studies carried on using these material couples. Certain treatments can be suggested before and after coating process to prevent crack formation. These treatments can include heating of the substrate material before coating process and, controlled cooling and repairing cracks by laser melting treatment after coating process. In the final part of this thesis, experimental findings were discussed in a detailed way. The way of improvement of surface characteristics of titanium were also argued. It was analyzed the efficiency of the parameters and was discussed about the optimum parameters The lack of structural integrity (cracks, heterogeuos mixture layers, etc) in coatings and low performance of ESD equipment were detailed., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu tez kapsamında soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile elektrik kontak malzemesi olarak kullanılan yüksek saflıktaki bakır altlık yüzeyinin saf bakır ve bakır matrisli silisyum karbür takviyeli kompozit toz karışımları ile kaplanması amaçlanmıştır. Kaplama sayesinde bakırın yüzey özellikleri geliştirilirken yüksek elektrik iletkenliğini korumak ve böylelikle bakır esaslı kontak malzemelerinin kullanım ömürlerinin uzatılması ve bakım masraflarının azaltılması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda % 100 bakır tozları ve bakır matris içerisine değişik oranlarda (hacimce % 12,5 ve % 25) silisyum karbür ilave edilerek yüksek saflığa sahip bakır altlık yüzeyine kaplanmıştır. Kaplama işlemlerinden sonra kaplamaların karakterizasyonu, mikroyapı incelemeleri, X-ışınları difraksiyonu analizi, sertlik ölçümleri, elektrik iletkenliği ölçümleri, aşınma testleri ve korozyon testleri ile gerçekleştirilmiştir. Son olarak ısıl işlemin kaplama özelliklerine etkisini incelemek amacı ile 300 ve 600oC olmak üzere iki ayrı sıcaklıkta ısıl işlem uygulanmıştır. Yapılan test sonuçlarına bağlı olarak aşınma deneylerinin sonuçları ve elektrik iletkenliği değerleri dikkate alındığında, bakır altlık malzemesinin yüzey özelliklerini geliştirmek amacı ile 600oC' de ısıl işlem uygulanmış olan saf bakır veya % 4,10 SiC içeren kompozit kaplamaların kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. In this study, cold gas dynamic spraying process used to improve the surface properties of high purity copper substrate used as an electrical contact. In that respect, pure copper and silicon carbide reinforced copper matrix composite coating produced with this technique and various tests performed with these coatings. Microstructural examinations carry out with optical and scanning electron microscope and mechanical properties determined by the hardness measurements and wear test, also corrosion test and electrical conductivity measurements performed with these coatings. At the end to investigate the effect of heat treatment to these properties, heat treatments at 300 and 600oC applied to coatings. At the end of the study, according to the results obtained from wear tests and electrical conductivity measurements, pure copper coating and composite coating contains lower (4.10 %) SiC can be used to improve the surface properties of copper. 99

Bu çalışmada, 175 µm çapındaki ağır çekilmiş çelik teller üzerindeki burulma davranışıın çekme, sertlik ve yorulma gibi mekanik davranışlarına etkisi ele alınmıştır. Çelik teller yüksek dayanımları ve beraberindeki kabul edilebilir seviyedeki süneklikleriyle kamyon&otobüs lastikleri için takviye malzemesi olarak başarılı şekilde kullanılmaktadır. Çelik teller birbirlerine burularak kauçuk içindeki çelik korda tutturulur. Burma sırasında statik burma etkili olurken, araç hareket etmeye başladığında bu statik yüklemenin üzerine dinamik yükleme binmektedir. Bu durum kırılma mekaniğinde sabit yük mod ??? ile değişken yükleme mod ?'in kombinasyonu olarak bilinmektedir. Değişik burma miktarlarında yapılan mekanik testler sonucunda artan burma miktarıyla beraber çelik tellerin çekme dayanımı ve yorulma ömürlerinde azalma sünekliklerinde ise artış gözlemlenmiştir. The influence of static torsion on the mechanical behavior such as tensile, hardness and fatigue behavior of heavily drawn steel wires with a diameter of 175 µm has been studied. The heavily drawn steel wires have been successfully used as reinforcement for truck&bus tires for their high strength with acceptable level of ductility. The steel wires are bundled to steel cords which are processed in the rubber. A certain steady torsion is applied to steel wires during bundling and when the vehicle starts moving a dynamic load is superimposed on the static load. This means a combination of constant mode ??? load with a cyclic mode ? load in the fracture mechanics. Based on test data analysis, increasing amount of torsion resulted in lower tensile strength and fatigue lives but higher ductility. 85

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemi , püskürtülen tozun sıcaklığını önemli derecede arttırmadan kaplama yapılabilen bir yöntemdir. Bu araştırmanın amacı; soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği kullanılarak, bakırın aşınma direnci gibi yüzey özelliklerini iyileştirmektir. Bu amaçla bakır altlığa kaplanan bakır matrisli ve alümina takviye edilmiş kompozit kaplama incelenmiştir. Bakır ve %25’e kadar hacimce değişen alumina tozları karışımıyla besleme tozları hazırlanmıstır. Kaplamanın mikyoyapısal özellikleri optik ve taramalı elektron mikroskobu ve XRD yöntemi ile karakterize edilmiştir. Kaplamaların sertlik, elektrik iletkenliği, aşınma dayanımı ve korozyon dayanımı gibi özellikleri belirlenmiştir. Kaplamalara değişik sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmış, daha sonra işlemsiz hallerine yapılan deneyler tekrar edilmiştir. Sonuç olarak, elektrik iletkenliği değerleri ve aşınma deneylerinin sonuçları dikkate alındığında, bakır altlık malzemesinin yüzey özelliklerini geliştirmek amacı ile 600oC’de ısıl işlem uygulanmış olan saf bakır tozları ile yapılmış kaplamalar tercih edilebilir., Cold gas dynamic spraying is a coating process by which coatings can be produced without significant heating of the sprayed powder. The goal of this research is to increase the surface properties such as wear resistance of copper by using cold gas dynamic spray technique. For this purpose, Cu matrix and Al2O3 reinforced composite coatings deposited on a copper substrate are investigated. The feedstocks are prepared as mixtures of Cu and Al2O3 powders with Al2O3 content varying up to 25 vol. %. The as-sprayed coating microstructural features were characterised by optical and scanning electron microscopic examinations and XRD analysis. They were investigated for hardness, electrical conductivity, wear resistance and corrosion resistance properties. The coatings are heat treated at various temperatures and all experiments were repeated for heat treated samples in order to examine the effect of heat treatment on the properties of coatings. As a result of all process, pure copper coating which was heat treated at 600 oC can be produced to improve the surface properties of copper with respect to the results of wear test and electrical conductivity measurements., Yüksek Lisans, M.Sc.

Alüminyum esaslı kaplamalar çeşitli endüstri kollarında metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak, bu kaplamalar metal yüzeylerinin korozyon direncini arttırmalarına rağmen zayıf mekanik özellerinden ötürü yüzeyi mekanik kuvvetlerden koruyamazlar. Alüminyum ve alaşımlarının zayıf mekanik özellikleri sert seramik takviye malzemesi ilavesi ile yüksek oranda geliştirilebilir. Bu noktada, sahip oldukları yüksek mukavemet/yoğunluk oranları, uygun mekanik özellikleri ve yüksek aşınma dirençleri nedeniyle alüminyum matrisli seramik partikül takviyeli kompozit kaplamalar korozyon ve mekanik özelliklerinin birlikte gelişmesini sağlarlar ve bu tarz kaplamalar ilgi odağı olmaktadır.Bu çalışmanın amacı T6-6061 Al altlık üzerine soğuk gaz dinamik püskürtme tekniği ile 7075 Al matrisli seramik partikül (B4C, SiC ve Al2O3) takviyeli kompozit kaplama gerçekleştirmektir. Bu çalışma kapsamında, besleme toz karışımlarının üretilmesi için seramik partiküller hacimce oranları %10, 20 ve 40 olacak şekilde 7075 Al tozları ile karıştırılmıştır. Besleme toz karışımları nozül giriş basıncı 0.98 MPa ve sıcaklığı 300°C olan helyum proses gazı kullanılarak püskürtülmüştür. Kaplamaların karakterizasyonu mikroskobik incelemeler, sertlik ve yapışma mukavemet ölçümleri ile aşınma ve elektrolitik korozyon testleri ile yapılmıştır. Al based coatings are used in various industrial applications to protect metals against corrosion by means of anodic protection due to formation of a very thin and impervious aluminum oxide layer. However, these coatings cannot protect the surface from the mechanical forces due to their poor mechanical properties. At this point, coatings of aluminum matrix ceramic particle reinforced composites have attracted much attention recently owing to high strength to weight ratios, suitable mechanical properties and higher wear resistance in comparison to conventional monolithic alloys without sacrificing the corrosion resistance of aluminum.The aim of this study is to produce 7075 Al matrix ceramic particle (B4C, SiC and Al2O3) reinforced composite coatings on T6 6061 Al substrate by cold gas dynamic spraying technique. Within scope of this study, ceramic particles were mixed with 7075 Al particles at volume ratios of ceramic particles of 10, 20 and 40 vol. % to produce feedstock powder mixtures. Feedstock powder mixtures were sprayed using He as a process gas with a nozzle inlet pressure of 0.98 MPa and a temperature of 300°C. Characterization of coatings were carried out by microscopic investigations, hardness and bond strength measurements as well as wear and electrolytic corrosion tests. 196

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Bu çalışmada, sıfıraltı sıcaklıklarda mekanik öğütme işlemi ile alüminyum alaşımı talaşlarının geri kazanımı ile uçucu kül takviyeli ve uçucu kül takviyesiz alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi incelenmiştir. Bağlayıcı faz olarak ortalama parçacık boyutu 27 μm olan saf alüminyum tozu kullanılarak değişen talaş ağırlık oranlarına sahip toz – talaş karışımları hazırlanmıştır. Ayrıca, eşit ağırlık oranına sahip Al tozu ve 6061 alaşımı talaşı içeren ve değişen ağırlık oranlarında uçucu külden oluşan karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımların bir kısmı atritörde sıvı azot ortamında kriyojenik şartlarda öğütülmüş, diğer bir kısmı da elle karıştırılmıştır. Karışımlar tek yönlü olarak soğuk preslendikten sonra 350 ºC’ de ekstrüde edilerek silindirik numuneler elde edilmiştir. Hazırlanan numuneler mikroyapı, mekanik özellikler ve korozyon davranışı açısından incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre, uçucu kül hacim oranının artması ile yoğunluk ve elektrik iletkenliği düşmekte, boşluk hacim oranı artmaktadır. Fakat, elle karıştırma işlemine nazaran kriyoöğütme işlemiyle ve kriyoöğütmedeki öğütücü bilya/karışım ağırlık oranının artmasıyla kompozitin boşluk hacim oranındaki artış azalmaktadır. Kriyoöğütme işleminde en yüksek bilya/toz ağırlık oranına sahip numunelerin sertlik, akma ve basma dayanımı değerleri diğer numunelerden daha yüksektir. Bu numunelerde, uçucu kül takviye oranı yaklaşık ağ. % 5 olduğunda mekanik özellikler en yüksek değerde iken artan uçucu kül takviyesi ile düşmektedir., In this thesis, recycling of aluminum alloy chips by mechanical milling process at subzero temperatures and production of aluminum matrix composite with and without fly ash addition was investigated. Using the pure Al powder that has average particle size 27 μm as a binder phase, powder – chips mixtures with different amount of chips were prepared. Additionally, blends that have different wt. % fly ash with the same weight ratio of pure Al powder and 6061 alloy chips were prepared. Some of this mixtures were cryomilled at the attritor type mill, other mixtures were prepared by hand mixing. All mixtures were pressed in the one direction. Then, these disks were extruded at 350 ºC. Microstructural characterizations, mechanical properties characterizations and corrosion test of these samples were performed. According to the experimental results, density and electrical conductivity decrease and porosity level increases with the increased wt % fly ash in the composites. However, porosity level decreases with the cryomilling process and increasing ball/powder weight ratio at the cryomilling. Hardness, compressive yield strength and compressive strength of the cryomilled specimens that have bigger ball/powder weight ratio are supreme when compared with others. Mechanical properties of these composites have highest values when fly ash reinforcement ratio is about 5 wt. % whereas mechanical properties decrease with the increasing fly ash content., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, Bu çalışmada 316L tipi paslanmaz çelik malzeme için, ilk aşamada derinlik hassasiyetli nanoindentasyon deneyleri sonucunda elde edilen Kuvvet-Yerdeğiştirme eğrileri üzerinde analitik veri işleme yöntemleri incelenmiş, ikinci aşamada ise Bilgisayar Destekli Tasarım ile oluşturulan temsili sanal deney düzeneği üzerinde Code-Aster isimli açık kaynak kodlu Linux tabanlı Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analiz programı kullanılarak tersinir davranış tanımlaması ile malzeme parametreleri belirlenmiş, gerçekleştirilen simülasyonların deney verileriyle örtüştürülmesinin farklı mekanik davranış kanunları kullanımına bağlılığı incelenmiştir. Klasik J2 plastik akış temelli davranış kanunlarından Bilineer, Multilineer ve Üssel İlişkili İzotropik plastisite kanunları kullanılmıştır. Nanoindentasyonda boyut etkisini temsil edebileceği düşünülen kristal plastisitesi temelli Tekkristal ve Kocks-Rauch dislokasyon dinamiği kanunları incelenmiştir. Simülasyonlar sonucunda Tekkristal ve Kocks-Rauch modelleri kullanılan programın kısıtları nedeniyle nanoindentasyon deneyini temsilde başarısız olmuştur. Klasik plastisite kanunlarından Bilineer modelin temsilde en iyi sonucu verdiği gözlenmiştir. Sonuç itibari ile daha karmaşık şartlarda, daha karmaşık parçaların 316L tipi çelik kullanılarak analizi ve tasarımı için gerekli elastoplastik parametreler elde edilmiştir., In this study for a 316L type steel specimen, on the first stage analytical data processing methods are studied by using Force-Displacement curves obtained from nanoindentation experiments; on the second stage, CAD operations are used to conceive the virtual experimental system, and afterwards by using open-source Linux based finite elements analysis software called Code-Aster, the inverse identification of behaviors and material parameters are performed, it is also studied the dependence of using the different material behaviors models in simulations for correlations with the experimental data. In the result of the performed simulations, it is observed that Monocristal and Kocks-Rauch models were unable to represent the phenomenology of nanoindentation. Bilinear model of classical plasticity is found to be the best model in representing the nanoindentation behavior of the material. Consequently, We have obtained the optimized elastoplastic behavior parameters of 316L type steel for use in finite elements analysis in the possible existence of more complex conditions and of geometrically more complex mechanical parts., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, Bu çalışmada, düşük sıcaklık nitrürleme işleminin AISI 304L, 316L ve 316Ti ostenitik paslanmaz çeliklerin korozyon ve mekanik davranışları üzerine etkisi incelenmiştir. Nitrürleme işlemi, gaz taşıyıcı olarak alümina tozlarını içeren akışkan yatak tipi bir fırında 400, 420 ve 450 oC sıcaklıklarda 4, 6 ve 10 saat sürelerde nitrürleme ortamı olarak % 60 amonyak + % 40 azot gaz karışımının kullanıldığı şartlarda gerçekleştirilmiştir. Nitrürleme işleminden sonra, nitrürlenmiş ostenitik paslanmaz çeliklerin korozyon ve mekanik (çekme, eğme, aşınma ve yorulma) davranışları işlemsiz durumlarıyla ve ortopedik implant malzemesi olarak yaygın kullanılan Rex 734 ostenitik paslanmaz çelikle karşılaştırılmıştır. Düşük sıcaklıkta nitrürleme işleminin ostenitik paslanmaz çeliklerin yüzey mukavemeti, korozyon dayanımı ve mekanik özelliklerini geliştirmede oldukça etkili olduğu gözlenmiştir., In this study, the effect of low temperature nitriding on the corrosion and mechanical behaviours of AISI 304L, 316L and 316 Ti austenitic stainless steels was investigated. Nitriding was carried out at 400, 420 and 450 oC for 4, 6 and 10 hours in a fluidized bed type furnace containing Al2O3 powders as the gas carrier and 60 % ammonia + 40 % nitrogen gas mixtures as the nitriding media. After nitriding, corrosion and mechanical behaviours (tensile, bending, wear and fatigue) of nitrided stainless steels compare the that of untreated conditions and Rex 734 which is commonly used as orthopaedic implant material. The results showed that low temperature nitriding improved the surface properties and corrosion and mechanical behaviours of investigated austenitic stainless steels effectively., Doktora, PhD

Bu çalışmada abrasif aşınma, yüzey deformasyonu aşınması, adezif aşınma ve delaminasyon aşınması gibi çeşitli toz oluşum mekanizmalarının detaylı bir tanımı yapılmış ve bu mekanizmaları etkileyebilecek/hızlandırabilecek çeşitli faktörler (kullanılan yağlayıcı, filtreleme, tel çekme sıcaklığı vs.) açıklanmıştır. Burma testi esnasında bakır filmaşinlerden dökülen tozların XRD analiz yöntemi ile Cu2O bileşiminde olduğu, kimyasal analiz yöntemi ile % 90 gibi bir bölümünün CuO ve Cu2O karşımı olduğu belirlenmiştir. Böylece filmaşinin burma testi esnasındaki tozlanmanın nedeninin filmaşinin yüzeyindeki oksit tabakası olduğu anlaşılmıştır ve bu bulgu literatür ile uyum içindedir.Filmaşinlerin yüzeyindeki oksit tabakasının %20 HCl çözeltisi ile temizlenmesi sonucunda tozlanma miktarının azaldığı ancak tozlanmanın devam ettiği tespit edilmiştir. Bu tespit tozlanma olayının sadece yüzeydeki oksit tabakası ile ilişkisi olmadığını tozlanmaya ayrıca yüzey altı oksitlerinin de katkısı olduğunu göstermektedir. In this study a detailed description of the various dust formation (or fine generation) mechanisms such as abrasive wear, surface deformation wear, adhesive wear and delamination wear are made and various factors that may accelerate these mechanisms (lubricant, filtration, wire drawing temperature etc. ) are discussed. That fines formed on the surface of copper rod during twist tests were determined as Cu2O by XRD analysis method. Thereby, it?s defined that a reason of the dusting during copper rod?s twist test is oxide layer on the surface of copper rod and this result is in agreement with the literature. From the wet chemical analysis of the fines, collected from twist tests it was determined that / 90 of these fines are the mixture of CuO and Cu2O.After the cleaning of oxide layer on the surface of copper rod, it?s determined that the dusting was reduced but it?s still proceeding. This determination shows that the dusting is not only related to surface oxide layer but also is associated with subsurface oxide layer.XRD analysis of the fines collected from inside of the wire drawing machine and it?s emulsion filter shows that they are copper. The fines collected from inside of the wire drawing machine and it?s emulsion filter were exhaustively examined by SEM and it?s distinguished that this fines were formed by delamination wear. 95

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada, Al katkılı ZnO ince filmler soda kireç silika ve bora silika camlar üzerine sol-gel döndürerek kaplama yöntemi ile hazırlanmıştır. Kullanılan solün bağ yapısını anlamak ve filmlere uygulanacak ısıl işlem parametrelerini belirlemek için Diferansiyel Isısal Analiz ve Isısal Ağırlık Analizleri gerçekleştirilmiştir. Numuneler X-ışınları Difraksiyonu (XRD) ile analiz edilmiştir. Filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri üzerine, tavlama sıcaklığının, tavlama atmosferinin, Al konsantrasyonunun ve döndürme hızının etkisi incelenmiştir. Bazı numuneler Cs-137 radyoizotopu kullanılarak radyasyona maruz bırakılmıştır ve gama radyasyonu karşısındaki optik davranışları incelenmiştir. Ayrıca Atomik Güç Mikroskobu (AFM) ile radyasyon işlemi sonrasında filmlerin morfolojileri incelenmiştir. Mekanik özelliklerini incelemek için pusluluk testleri ve EU (Avrupa Standartları) standartlarına göre aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada optimum işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır ve literatür çalışmaları ile karşılaştırıldığında, sonuçların uyumluluk içinde olduğu gözlenmiştir., In this study, Al doped ZnO thin films were coated on soda lime silicate and borasilicate glasses by sol-gel spin coating method. To evaluate the bonding characteristics of the final precursor solutions and to determine the heat treatment schedule of ZnO thin films, differential thermal /thermo-gravimetric (DT/TG) analysis was carried out. The samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The effects of annealing temperature, annealing ambient, Al concentration and spin speed on the structural, optical and electrical characteristics of the films were investigated. Some of the samples were exposed to radiation by using 137Cs radioisotope and the optical behaviour of these samples was investigated against the gamma radiation. Also the morphology of the films were analyzed by atomic force microscopy (AFM) after irradiation. To investigate the mechanical properties of Al doped ZnO films, haze tests and abrasion tests according to EU (European Standarts) standarts were performed. It was aimed to determine the optimum process parameters and it was observed that the comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement., Yüksek Lisans, M.Sc.

İntermetalikler, iki veya daha fazla metalin birbiriyle karıştırılıp farklı kombinasyonlarda şekillendiği, belli oranda katı fazda oluşumu gerçekleşen ve başlangıç elementlerinden farklı özellik gösteren bileşimlerdir. Poroz malzemeler ise yapılarında doğal ya da yapay yollarla düzenli boşlukların oluşturulduğu ve düşük yoğunlukları sebebiyle hafiflikleriyle bilinen malzemelerdir. Titanyum ve alüminyum, hafiflik, düşük yoğunluk ve göreceli olarak yüksek dayanım gibi özellikleri sebebiyle hem intermetaliklerde hem de poroz malzemelerde önemli yere sahip malzemelerdir. Bu çalışmada, titanyum ve alüminyum tozlarından, yüksek poroziteye ve bu poroziteyi karşılayabilecek basma dayanımına sahip intermetalik kompozitlerin üretimi amaçlanmaktadır.Yapılan çalışmada titanyum ve alüminyum elemental tozları ile PMMA, PEG, Üre ve PE uçucu polimer tozları kullanılmıştır. Toz metalurjisi, metallerin toz halinde üretimi ve bu tozların pekiştirilerek sinterleme adı verilen bir pişirme işlemiyle üretimini içerir. Toz metalurjisi ile malzeme üretiminde öncelikle toz karışımları hazırlanır, tozlar preslenir ve belirlenen sıcaklığa ısıtılarak sinterleme işlemi yapılır ve istenilen malzeme elde edilir.Yapılan çalışmada öncelikle kullanılacak olan tozların karakterizasyonu yapılmıştır. Daha sonra toz karışımları uygun bileşimlerde hazırlanmış, bu karışımlar kuru karıştırma yöntemi ile 2 saat ve mekanik alaşımlama yöntemi ile değişik zaman aralıklarında karıştırılmışlardır. Karıştırma işleminden sonra tozlar soğuk preslenmiş ve sinterlenmişlerdir. Sinterleme sonrasında numunelerin mikroyapısı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Numunelerin optik mikroskop ve SEM görüntüleri çekilmiştir. XRD ve EDS ile faz analizi yapıldıktan sonra yoğunlukları ölçülmüş ve basma testi yapılmıştır. Intermetallics are compounds that form when certain combinations of two or more metals are mixed together in certain proportions and react to produce a solid phase that is distinctively different from the constituent elements. Porous media are well-known materials which regular voids are formed by natural or artificial methods, with their light-weight and low density. Titanium and aluminum are materials have respective place among intermetallics and porous materials both due to their relatively high strength, low density and light-weight. In this project, main purpose is manufacturing of intermetallic composites which have high porosity and high compressive strength that can compensate that porosity.In this study, aluminum and titanium powders with different type of volatile polymer powders are used. Powder Metallurgy is consisting of production of metal powders, and also their press and sinter processes. In powder metallurgy process, mixture of powder is prepared; powders are compacted and finally sintered by heating to predefined temperatures.In this study, firstly the characterization of powders is made. After that, powder mixtures are prepared according to appropriate compositions. These mixtures are blended for 2 hours and mechanically alloyed for variable time-scale. After mixing and alloying, powders are compacted and sintered. After sintering, microstructure and mechanical properties are examined. Specimens? optical microscope and SEM images are photographed. After phase analysis by XRD and EDS densities are calculated, compressive strength test is performed. 107

Bu çalışmada, Al katkılı ZnO ince filmler soda kireç silika ve bora silika camlar üzerine sol-gel döndürerek kaplama yöntemi ile hazırlanmıştır. Kullanılan solün bağ yapısını anlamak ve filmlere uygulanacak ısıl işlem parametrelerini belirlemek için Diferansiyel Isısal Analiz ve Isısal Ağırlık Analizleri gerçekleştirilmiştir. Numuneler X-ışınları Difraksiyonu (XRD) ile analiz edilmiştir. Filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri üzerine, tavlama sıcaklığının, tavlama atmosferinin, Al konsantrasyonunun ve döndürme hızının etkisi incelenmiştir. Bazı numuneler Cs-137 radyoizotopu kullanılarak radyasyona maruz bırakılmıştır ve gama radyasyonu karşısındaki optik davranışları incelenmiştir. Ayrıca Atomik Güç Mikroskobu (AFM) ile radyasyon işlemi sonrasında filmlerin morfolojileri incelenmiştir. Mekanik özelliklerini incelemek için pusluluk testleri ve EU (Avrupa Standartları) standartlarına göre aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada optimum işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır ve literatür çalışmaları ile karşılaştırıldığında, sonuçların uyumluluk içinde olduğu gözlenmiştir. In this study, Al doped ZnO thin films were coated on soda lime silicate and borasilicate glasses by sol-gel spin coating method. To evaluate the bonding characteristics of the final precursor solutions and to determine the heat treatment schedule of ZnO thin films, differential thermal /thermo-gravimetric (DT/TG) analysis was carried out. The samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The effects of annealing temperature, annealing ambient, Al concentration and spin speed on the structural, optical and electrical characteristics of the films were investigated. Some of the samples were exposed to radiation by using 137Cs radioisotope and the optical behaviour of these samples was investigated against the gamma radiation. Also the morphology of the films were analyzed by atomic force microscopy (AFM) after irradiation. To investigate the mechanical properties of Al doped ZnO films, haze tests and abrasion tests according to EU (European Standarts) standarts were performed. It was aimed to determine the optimum process parameters and it was observed that the comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement. 101

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Eş Kanallı Açısal Ekstrüzyon/Pres-EKAE/P (Equal Channel Angular Extrusion/Pres) yöntemi ince taneli malzeme üretimi için geliştirilen yöntemlerden birisidir. Bu çalışmanın amacı, otomotiv ve genel mühendislik dallarında kullanılmak üzere geleneksel AA 6082 (T6 kondüsyonuna sahip) alaşımına alternatif olabilecek çok ince taneli AA6082 alüminyum malzemeler üretmektir. Bu amaç için ticari kompozisyona sahip AA 6082 alaşımı ve AA 6082-Zr-Sc alaşımları kullanılarak EKAP prosesi ile üretim yapılmıştır. Toplam 4 paso olarak gerçekleştirilen proseste 1. ve 4. pasolar ayrı ayrı incelenerek deformasyon gelişimi gözlemlenmiştir. Ayrıca 1. ve 4. paso sonrasında alaşıma farklı sıcaklık ve sürelerde yaşlandırma ısıl işlemleri yapılarak malzemedeki sertlik değişimi gözlemlenmiştir. Her iki alaşımında 4. paso sonrasında yaklaşık 130 HV sertlik değerine ulaşmıştır. EKAP sonrası yapılan yaşlandırma ısıl işlemleri neticesinde ise AA 6082 alaşımı 138 HV değerine ulaşırken, AA 6082-Zr-Sc alaşımı 140 HV değerine ulaşmıştır. Yaşlandırma ısıl işlemi sonrası yapılan sertlik ölçümlerini kullanarak yapılan aktivasyon enerjileri hesabında sertlik artışına neden olan fazın β΄΄ çökelti fazına ait olduğunu göstermiştir. Yapılan DSC çalışmasında deformasyona bağlı olarak çökelti oluşumunun hızlandığı ve daha düşük sıcaklıklarda başladığı görülmüştür. EKAP prosesinde en yüksek sertliğe, EKAP öncesi çözeltiye alma ısıl işlemi ve EKAP sonrası yaşlandırma ısıl işlemi kombinasyonu ile ulaşıldığı tespit edilmiştir., Equal Channel Angular Extrusion/Pres (ECAE/P) is an method which is developed to produce ultrafile-grained materials. The aim of this study is to produce ultrafinegrained AA 6082 aluminum alloys that will be an alternative for the purpose of general application and automotive industry. In this study, due to its wide range of application, AA 6082 and AA 6082-Zr-Sc aluminum alloys used and ECAP was chosen as severe plastic deformation technique. of enhancing the strength of metallic alloys through (sub) grain refinement to the submicrometer level by introducing intensive plastic deformation into materials through repetitive pressing. Four repetitive pressing conducted on each sample. The first and the last stage of the process were investigated separately. In addition to the ECAP, the samples taken from the first and last stage were employed to the aging heat treatment and the hardness results were compared with the non-pressed AA 6082 materials with T6 condition. The hardness were reached to 130 HV after the ECAP for both investigated alloys. After the post-ECAP aging studies, while the hardness of AA 6082 aluminum alloys was reached to 138 HV, the hardness of AA 6082-Zr-Sc aluminum alloys was 140 HV. By using of the hardness results taken from the aging treatment, the activation energy calculated and the result showed that the phase which caused the hardness increasing was β΄΄.The ECAP studies in this thesis showed us that the most effective way to get highest hardness was pre-ECAP solid solution treatment combined with post-ECAP low temperature aging process., Doktora, PhD

Son on yılda, aşırı plastik deformasyona maruz kalan malzemelerin teknolojisi ve bilimi büyük bir evrime uğramıştır. Bu zaman diliminde görülen önemli gelişmeler, nano yapılı malzemeleri, Malzeme Biliminin bir dalı haline getirmiştir. Malzemelerde aşırı plastik deformasyon metodunu uygulamak amacı ile özel metodlar geliştirilmiştir. Tüm bu metodlardan eşit kesitli kanal içinde açılı presleme (ECAP) tekniği, herhangi bir artık porozite içermeyen, ultra-ince taneli malzeme üretime yeteneği ile diğer SPD tekniklerine göre üstünlük sağlamıştır. Ultra düşük karbonlu çelik numuneler 172 °C sıcaklıkta sırasıyla 1,2,3,4,5 ve 8 paso olmak üzere rota Bc methodunu kullanarak ECAP kalıbından geçirilmiştir. Preslenen her malzemeden mekanik ve mikroskobik karakterizasyon incelemelerinde kullanılmak üzere 3 adet numune alınmıştır. Mekanik karakterizasyon aşamasında numunelere basma ve sertlik testleri, mikroyapısal karakterizasyon kapsamında ise optik mikroskop çalışması ve taramalı EBSD analizi yapılmıştır. Bu çalışmada, düşük karbon içerikli çelik malzemenin aşırı deformasyon işlemi esnasında göstermiş olduğu yapısal değişimini incelemenin yanısıra mekanik özelliklerde meydana gelen değişimlerin belirlenerek bu tekniğin düşük karbonlu çelik için uygulanabilir olduğunun gösterilmesi amaç edinilmiştir. The science and the technology of materials subject to severe plastic deformation (SPD) has evolved largely during the past decade. In this period nano structured materials changed the status of material science. Special methods are developed to apply SPD to metallic materials. Among these methods, ECAP process has advantages with the capability of producing relatively large, porosity free, fully-dense samples having ultra fine grain size in sub-micrometer or nanometer range. Throughout the ECAP/ECAE process there is a no change in sample size. Coarse-grained billets of Ultra Low Carbon (ULC) steel has been pressed through an ECAP die at a homologous temperature Th = 0.25 for 1, 2, 3, 4, 5 and 8 passes via route Bc. Each pressed billet is cut in three parts to investigate the strength in a compression test and to investigate the microstructure in two perpendicular sections using the OIM technique. Microstructure and mechanical properties of successfully extruded billets were reported using optic microscopy, EBSD technique, compression tests and micro hardness measurements. The ultimate goal of this study is to produce stabilized end microstructures with improved mechanical properties, demonstrate the applicability of ECAP on ULC steel and investigate substructural evolution of ULC steel. 95

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Son on yılda, aşırı plastik deformasyona maruz kalan malzemelerin teknolojisi ve bilimi büyük bir evrime uğramıştır. Bu zaman diliminde görülen önemli gelişmeler, nano yapılı malzemeleri, Malzeme Biliminin bir dalı haline getirmiştir. Malzemelerde aşırı plastik deformasyon metodunu uygulamak amacı ile özel metodlar geliştirilmiştir. Tüm bu metodlardan eşit kesitli kanal içinde açılı presleme (ECAP) tekniği, herhangi bir artık porozite içermeyen, ultra-ince taneli malzeme üretime yeteneği ile diğer SPD tekniklerine göre üstünlük sağlamıştır.Ultra düşük karbonlu çelik numuneler 172 °C sıcaklıkta sırasıyla 1,2,3,4,5 ve 8 paso olmak üzere rota Bc methodunu kullanarak ECAP kalıbından geçirilmiştir. Preslenen her malzemeden mekanik ve mikroskobik karakterizasyon incelemelerinde kullanılmak üzere 3 adet numune alınmıştır. Mekanik karakterizasyon aşamasında numunelere basma ve sertlik testleri, mikroyapısal karakterizasyon kapsamında ise optik mikroskop çalışması ve taramalı EBSD analizi yapılmıştır. Bu çalışmada, düşük karbon içerikli çelik malzemenin aşırı deformasyon işlemi esnasında göstermiş olduğu yapısal değişimini incelemenin yanısıra mekanik özelliklerde meydana gelen değişimlerin belirlenerek bu tekniğin düşük karbonlu çelik için uygulanabilir olduğunun gösterilmesi amaç edinilmiştir., The science and the technology of materials subject to severe plastic deformation (SPD) has evolved largely during the past decade. In this period nano structured materials changed the status of material science. Special methods are developed to apply SPD to metallic materials. Among these methods, ECAP process has advantages with the capability of producing relatively large, porosity free, fully-dense samples having ultra fine grain size in sub-micrometer or nanometer range. Throughout the ECAP/ECAE process there is a no change in sample size. Coarse-grained billets of Ultra Low Carbon (ULC) steel has been pressed through an ECAP die at a homologous temperature Th = 0.25 for 1, 2, 3, 4, 5 and 8 passes via route Bc. Each pressed billet is cut in three parts to investigate the strength in a compression test and to investigate the microstructure in two perpendicular sections using the OIM technique. Microstructure and mechanical properties of successfully extruded billets were reported using optic microscopy, EBSD technique, compression tests and micro hardness measurements. The ultimate goal of this study is to produce stabilized end microstructures with improved mechanical properties, demonstrate the applicability of ECAP on ULC steel and investigate substructural evolution of ULC steel., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Sürtünerek çalışan makina elemanlarında belirli bir süre sonra ortaya çıkan aşınma problemlerini azaltmak için birçok yüzey iyileştirme teknikleri uygulanmaktadır. Cam şekillendirme makinalarında mevcut kalıp kolu malzemesi olan AISI 420’ye alternatif olarak seçilen yüzeyi kaplanmış (nitrokarbürleme, sert krom kaplama, akımsız nikel kaplama ve borlama) üç farklı kalitede çelik (AISI 1040, AISI 4140 ve AISI 5140 kalite çelikler) malzeme, kalıp kollarındaki gerçek aşınma şartlarını simule edebilecek şekilde tasarlanan laboratuar deneyleri için standart numuneler olarak hazırlanmıştır. Bu malzemelerin seçilmesinde kolay temin edilebilirlik, kolay işlenebilirlik, uygun fiziksel ve kimyasal özellikte olmasınına ilave olarak maliyet faktörü de göz önünde bulundurulmuştur. Hazırlanan numunelere metal-abraziv, metal-metal ve ileri-geri aşınma deneyleri yapılarak aşınma davranışları incelenmiştir. Oda sıcaklığında yapılan deneylerde nem ve sıcaklık sabit tutulmuştur. Metal-metal aşınma deneyleri, M2 kalite takım çeliği üzerinde, metal-abraziv aşınma deneyleri ise SiC abraziv bantlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. İleri-geri aşınma deneyinde ise aşındırıcı olarak alimüna bilye kullanılmıştır ve deney sonuçunda aşınma iz alanları yardımıyla yüzey pürüzlülükleri ve sürtünme katsayıları elde edilmiştir. Farklı kalitede çelikten imal edilmiş olan kaplanmış taban malzemelerine uygulanan aşınma deneyleri sonucunda bor kaplı AISI 4140 kalite çeliği kullanım ömrü açısından en yararlı seçim olacağı tespit edilmiştir., For decreasing the wearing based problems at machines, which work with frictioning, several surface treatment techniques are applied. As alternatives to the existing arm mould material AISI 420, various kinds of steel (AISI 1040, AISI 4140, AISI 5140) is coated with different kinds of coatings as nitrocarburizing, hard chrome coating, boronizing and electroless nickel coating. To simulate the real working condition of arm moulds at the laboratory conditions, standard specimens are prepared for pin on disc tests. The selection criteria’s for these materials can be stated as; easy to find at hardware market, easy to machine, appropriate physical and chemical properties and the cost effectiveness of these materials. Metal-metal, metal-abrasive and reciprocating wear tests are applied on specimens and their wearing behavior is analyzed. Humidity and temperature was kept constant during tests. At metal-metal wearing tests, specimens were tested on M2 steel. At metal-abrasive tests, specimens were tested on SiC abrasive belts. At reciprocating tests, alumina ball is used as abrasive and at the end of this test, with the help of worn dot spots, surface roughness and friction coefficients are obtained. As the results of the wear tests, the boronized AISI 4140 steel is determined as the most wear resistant material in the our studied steels and suitable to use as the arm mould material in the glass forming machines., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Günümüzde artık bir zorunluluk haline gelmiş olan malzemelerin yüzey modifikasyonları biyomalzemelerde de büyük bir ilgi görmektedir. Bir yüzey modifikasyon tekniği olan anodik oksidasyon medikal, uçak ve uzay, otomotiv sanayilerilerinde bir ihtiyaç haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında titanyum ve titanyum alaşımlarının anodik oksidasyon davranışı ve karakterizasyonu ile ilgili çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda, yüksek biyouyumluluğa ve yüksek korozyon direncine sahip olan titanyum alaşımlarının düşük aşınma direncinin artırılması ve biyouyumluluğun geliştirilmesi amaçlanmıştır. Anodik oksidasyon deneylerinde voltaj, çözelti çeşidi ve molaritesi deney parametreleri olarak öngörülmüştür. Bu amaçla ticari saflıktaki titanyum (CP-Ti, Grade 2), Ti6Al4V (ELI, Grade 23) ve Ti6Al7Nb alaşımlarının sülfürik ve fosforik asit çözeltileri kullanılarak yapılan anodik oksidasyon deneylerinde numunelerin davranışları incelenip karakterizasyonları yapılmıştır. Karakterizasyon deneylerinde numunelerin pürüzlülüğü ile ıslanabilirlik özellikleri incelenmiş ve ayrıca taramalı elektron mikroskobu görüntüleri çekilmiştir. Karakterizasyon deneyleri neticesinde voltajın en önemli parametre olduğu ve yüzeyde oluşan titanyum dioksit kaplamanın fiziksel özelliklerini etkileyen faktör olduğu görülmüştür. Artan voltajla beraber kaplamaların pürüzlülüklerinin genel olarak artış eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. Molaritedeki değişiminde aynı voltaj da olduğu gibi etki yaptığı belirlenmiştir. Kullanılan farklı çözeltiler ise iletkenlik özelliklerine göre sonuç vermişlerdir. Sülfürik asidin iletkenliği fosforik asitten daha yüksek olduğu için pürüzlülük açısından daha yüksek değerler elde edilmiştir. Islanabilirlik özelliği ise numune ile üzerine damlatılan saf su ile arasındaki temas açısının ölçülmesi prensibine dayandırılarak yapılmıştır. Numunelerde oluşan temas açısı ise genel olarak pürüzlülüğe göre ters orantılı bir eğilim göstermektedir. Tüm elde edilen deney verileri neticesinde biyomalzeme olarak kullanılacak olan malzemelerden en uygun olanı 1M H3PO4 çözeltisinde 200 V’a tabi tutulan Ti6Al7Nb numunede gözlenmiştir., Nowadays, surface modification techniques are very important in materials technologies which are also applicable to the biomaterials. The anodic oxidation is one of the surface modification techniques which is required in medical, aerospace and automotive industries. In this study, anodic oxidation behaviour of titanium and its alloys have been studied by using many characterization techniques. The purpose of this work was improving the wear resistance and bio compatibility of titanium alloys by anodic oxidation. The parameters for anodic oxidation process were voltage, type of solution and molarity of the solution. Commercial purity CP-Ti (Grade-2), Ti6Al4V (ELI, Grade 23) and Ti6Al7Nb alloys were oxidized in sulphuric and phosphoric acid solutions. Surface roughness measurement, wettability tests and scanning electron microscope examination were used to characterize titanium samples. The experiments have revealed that voltage is a very effective factor for the physical properties of titanium oxide layer formed during anodic oxidation. It has been seen that when the voltage increases, the surface roughness of the samples increases too. The effect of molarity on the surface roughness is the same as the voltage. Furthermore, the conductivity of solutions is an other important factor for the physical properties of titanium dioxide coatings. It was seen that the surface roughness of samples, which are anodically oxidized in sulphuric acid solution, is higher than the samples anodically oxidized in phosphoric acid solution. The reason for observing such an effect is due to the higher conductivity of sulphuric acid than phosphoric acid. The wettability tests were based on measuring the angle between the pure water droplet and the sample. The wettability test results of samples were inversely proportional with the surface roughness of the bio materials. In conlusion, the anodically oxidized Ti6Al7Nb samples in 1M H3PO4 solution at 200 V is found most suitable for biomedical application., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Bu çalışmada çift merdaneli döküm yöntemiyle üretilmiş AA1050A ve AA3003 alaşımındaki malzemelerin şekillendirilebilirliği üzerine termo- mekanik proseslerin etkisi incelenmiştir. Her iki alaşım için kalınlığı 6 mm civarında dökülen levhalar 0,80 mm kalınlığa farklı proseslerle üretilmiş ve yumuşak kondisyona getirilmişlerdir. Seçilen prosesler, nihai kalınlığa kadar hiç tav görmeyen, ara tavlı, homojen tavlı ve homojen tav - ara tavlıdır. AA1050A alaşımı için üç, AA3003 alaşımı için dört farklı proses izlenmiştir. Prosesler sonucunda elde edilen malzemelere çeşitli testler yapılmıştır. Çekme testi ile malzemelerin mekanik özellikleri ve anizotropi katsayıları tespit edilmiştir. Eriksen ve derin çekme deneyleri ile Eriksen derinliği kulaklanma miktarları bulunmuştur. Testlerden sonra elde edilen malzemelerin yüzey görünümleri incelenmiştir. Ayrıca prosesin çeşitli aşamalarında makro ve mikro yapı incelemeleri yapılmıştır., In this work, it was investigated that the effect of the thermo- mechanical processes on the formability of the AA1050A and AA3003 aluminum alloys produced by twin roll casting. For both alloys, the sheets which were casted at approximately 6 mm thickness, rolled down to 0,80 mm by using different thermo mechanical processes and made soft temper. Thermo- mechanical processes were mainly four types. No annealing, inter annealing, homogenizing and homogenizing- inter annealing. Three types of processes for AA1050A and four types of processes for AA3003 are followed in this work The materials which were obtained from these processes were exposed to some tests. The tensile tests were made to determine the mechanical properties and anisotropy coefficients. The Erichsen and deep drawing cup test were applied to find the Erichsen and earing values. After these tests, the surface appearances were investigated. In addition to this the samples from the different steps of the processes were investigated in terms of macro and micro structure., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Bu çalışmada, yüksek sıcaklık termal oksidasyonun TiN kaplı olan ve olmayan Cp-Ti (Grade 2) ve Ti-6Al-4V (Grade 23) alaşımının yüzey özelliklerine etkisi incelenmiştir. Termal oksidasyon işlemleri fırın ortamında farklı sıcaklıklarda ve 48 saatlik sürelerde yapılmıştır. Oksidasyon işlemleri öncesi ve sonrası hem yüzeyden hem de kesitten karakterizasyon çalışmaları yapılarak TiN kaplı olan numunelerle kaplı olmayan orijinal numuneler sertlik, oksit tabakası özellikleri, oksidasyon kinetikleri, yüzey özellikleri ve oluşan oksit tabakası kalınlıkları ve oksijen difüzyon bölgesi derinlikleri açısından karşılaştırılmıştır. Oksit tabakası ve oksijen difüzyon bölgesinin sertliği, yüzey ve kesit özellikleri, yüzey pürüzlülüğü, çizik direnci ve yüzey hasar davranışları optik mikroskop incelemeleri, X-ışınları difraksiyonu analizleri, sertlik, Rockwell C ve çizik testleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Oksidasyon sonucunda tüm numunelerde TiO2 ile oksijen difüzyon bölgesinin birleşiminden oluşan yüzey tabakası oluşmuştur. TiN kaplama kaplı numunelerde oksidasyonu bir miktar azaltıcı etki göstermiştir ve termal oksidasyonun ilk aşamalarında ortadan kalkmıştır. Kesitten ve yüzeyden yapılan sertlik ölçümlerinde TiN kaplı numunelerin yüzeyinde oluşan oksit tabakalarının TiN kaplı olmayan numunelere göre daha yüksek sertliklere sahip olduğu görülmüştür. Oksijen difüzyon bölgelerinde ise TiN kaplı numuneler TiN kaplı olmayan numunelere göre daha düşük sertlik göstermiştir. Sonuçları literatürdeki çalışmalarla karşılaştırdığımızda, mühendislik açısından yeter yakınsaklığı sağladığı gözlenmiştir., In this study, the effect of high temperature thermal oxidation on surface properties of uncoated and TiN coated CP (Grade 2) titanium and Ti-6Al-4V (Grade 23) alloy was investigated. Thermal oxidation was carried out at different temperatures for durations up to 48 hours in furnace atmosphere. Before and after oxidation processes the hardness, oxide layer adherence, oxidation kinetics, surface properties, oxide layer and oxygen diffusion zone thicknesses of uncoated and TiN coated CP titanium and Ti-6Al-4V alloy was compared by both surface and cross section characterizations. The hardness, surface and cross section properties, the surface roughness, the scratch resistance to the deformation and damage behaviours of oxide layer and oxygen diffusion zone have been evaluated using, optical microscopic investigations, X-ray diffraction analysis, indentation, scratch and Rockwell C tests. TiN coating provide little protection against oxidation in coated samples and it was rapidly removed during the first stage of thermal oxidation. Oxidation has introduced hard surface layers composed of TiO2 and oxygen diffusion zone beneath it in all samples. It was founded that surface and cross section hardness of oxide layer of TiN coated samples were increased more than compared with uncoated samples, however in oxygen diffusion zones the hardness of TiN coated samples were decreased compared with uncoated samples by thermal oxidation. The comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Aluminyum alaşımları sahip oldukları mukavemet/ağırlık oranı ile özellikle otomobil sektöründe ve havacılık sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır. Ancak aluminyum alaşımlarının sahip olduğu düşük aşınma direncinden dolayı kullanımı kısıtlanmaktadır. Aşınma, meydana geleceği önceden bilinmesine rağmen tamamen engellenemeyen bir hasardır. Günümüzde, aluminyum alaşımlarının sertliğini ve aşınma direncini arttırmak için uygulanan yöntemler arasında, sert eloksal kaplama yöntemi önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada, üç farklı işlem parametresine sahip kaplama şartlarında kaplanmış AA6061 ve AA6082 alaşımlarının yüzey sertlik değerleri, kaplama-altlık uyumu ve aşınma direnci değerleri incelenmiştir. İncelenen üç farklı işlem koşulunda (akım, banyo sıcaklığı ve zaman) kaplanmış numuneler karşılaştırıldığında, 2. grup olarak nitelendirilen işlem koşullarında kaplanan numuneler en yüksek sertlik, altlık-kaplama uyumu ve aşınma direncini göstermektedir. 1.grup olarak nitelendirilen işlem koşullarında kaplanan numuneler sahip oldukları sertlik değerleri, altlık-kaplama uyumu ve aşınma direnci değerleri ile 2.grubu takip etmektedir. 3. grup olarak nitelendirilen işlem koşullarında kaplanan numuneler ise sahip oldukları sertlik değerleri, altlık-kaplama uyumu ve aşınma direnci değerleri ile son sırayı almaktadır. En son olarakta kaplamasız AA 6061 ve AA6082 numunelere aynı şartlarda sertlik ve aşınma deneyleri yapılmış ve elde edilen sonuçlardan sert eloksal ile kaplanmış numunelerin aşınma dirençlerinin kaplamasız numunelerden 25-30 kat daha iyi olduğu görülmüştür., Aluminium alloys have an important place in automobile and aeronautics industries due to the their low strength to weight ratio. However, their low wear resistance restrict the use of aluminium alloys which are widely used in the industry. Although wear is expected to occur it can not be totally prevented. Nowadays, hard anodising is one of the most important processes which increase the hardness and wear resistance of alloys. In this study, surface hardness, coating-substrate compatibility and wear resistance properties of hard anodised AA 6061 and AA 6082 alloys produced by three different coating process parameters were investigated. When the samples produced by different coating parameters (current, bath temperature and time) compared, the samples coated according to the parameters grouped as 2. group displayed the highest surface hardness values, the best coating-substrate compatibility and the highest wear resistance. The surface hardness, coating-substrate compatibility and wear resistance performance of the samples coated by the 1. group parameters was worse than the 2. group. The samples in the 1. group showed better hardness values, coating-substrate compatibility and wear resistance value than 3.group’s samples. 3.group’s samples has the worst surface hardness, coating-substrate compatibility and wear resistance performance in three group. Finally, wear and hardness tests have been done the uncoated AA 6061 and AA6082 aluminium alloys at the same condition. The results have showed that the wear resistant of coated samples 25-30 times better than uncoated samples, Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006, Otomotiv endüstrisinde kullanılan soda-kireç camlarının mekanik özellikleri eğme dayanımı testi, parçalanma testi ve sertlik testi ile tespit edilmiştir. Böylece soda-kireç camları için, farklı süre ve farklı soğutma basınçları göz önünde bulundurularak, test örnekleri üzerinden parçalanma davranışları incelenmiş, eğme dayanımları ve sertlikleri ölçülmüş, değişimleri gözlenmiştir. Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan 3,2 mm ve 4,0 mm kalınlığa sahip camlar yukarıda belirtilen test metodlarıyla incelenmiştir. Deneysel çalışmaların sonucunda camlardan elde edilen değerler kullanılan temper fırını parametrelerine göre karşılaştırılmış ve aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Temperleme esnasında cam içinde oluşan çekme ve basma kuvvetlerinin oluşturduğu kalıcı gerilimler artan ön-ısıtma süresi ve artan şoklama basıncına bağlı olarak eğme dayanımını arttırmıştır. Ön-ısıtma süresi ve artan şoklama basıncının oluşturduğu kalıcı gerilimler parçalanma sayısını da arttırmıştır. Kalıcı gerilimler sertliğinde artmasına katkıda bulunmuştur. Kalıcı gerilimlerin camın mekanik özelliklerini geliştirdiği saptanmıştır., Mechanical properties of soda-lime glasses for automotive industry were investigated with bending test, fragmentation test and hardness test. According to different holding time and different air cooling pressure during tempering treatment for soda-lime glasses, the behaviour of fragmentation, hardness and bending stress changes of the tempered glasses were studied. Two groups of glass specimens which have different thicknesses (3,2 mm and 4,0 mm) are examined by the test methods mentioned above. The test results of the glass specimens were analysed according to the parameters of tempering treatment. According to the conditions of tempering treatment, residual stress developed at the tempered glasses studied. As the result of increasing residual stress with increasing air cooling pressure and increasing holding time, bending stress, fragmentation parts and hardness increased., Yüksek Lisans, M.Sc.

Alüminyum alasımları mühendislik ve yapı malzemesi olarak yaygınca kullanılmaktadır.Düsük yogunlukları ve yüksek mukavemet/yogunluk oranları Al alasımlarının enönemli karakteristik özellikleridir. Al alasımlarının mekanik özellikleri takviyemalzemesi ilavesi ile yüksek oranda gelistirilebilir. Al matrisli kompozitlerin kullanımalanlarına örnek olarak havacılık, otomotiv ve spor sektörleri verilebilir. Bu çalısmada,7075 Al alasım matrisli B4C takviyeli kompozitlerin asınma ve korozyon davranıslarıincelenmistir. Kompozit malzemeler ticari 7075 Al talası ile farklı tane boyutuna sahipB4C partiküllerinin sıcak preslenmesi ile elde edilmistir. Kompozitlerin asınmadavranısları, disk üzerinde bilya asınma test cihazında 1N normal yük altında Al2O3 veçelik toplar kullanılarak normal atmosferik kosullarda yapılan asınma testleri ile hacimkaybı cinsinden belirlenmistir. Korozyon testleri, kompozitleri ISO 11846 standardındabelirtilen çözeltiye daldırarak, oda sıcaklıgında 24 saat tutulması süretiyle yapılmıstır.Korozyon sonuçları kompozit numunelerde olusan kütle kayıbına göredegerlendirilmistir.Anahtar Kelimeler: Alüminyum matrisli kompozit, Asınma, B4C, Kompozit Aluminum alloys are all widely used as engineering and construction materials. Theimportant characteristics of Al alloys are their light weight and high specific strength.The mechanical properties of Al alloys can be greatly enhanced by incorporatingreinforcing particles to form Al alloy-based metal matrix composites. Possibleapplications include air-frame components, automotive engines, transmission and brakedisc components and bicycle frames. In this study, wear and corrosion behaviors of 7075Al alloy matrix B4C particle reinforced composites were examined. Composites weremanufactured by hot pressing of commercial grade Al 7075 alloy chips blended with 10wt.% B4C particles in different sizes. Wear behavior of composites were determined aball-on disc type wear tester by rubbing Al2O3 and steel balls under normal load of 1Nat normal atmospheric conditions. Corrosion tests were carried out by immersing thecomposites in a corrosive solution prepared according to ISO 11846 standard for 24hours at room temperature. The results of the corrosion tests were evaluated accordingto the weight loss method.Keywords: Aluminum matrix composite, B4C, Composite, Wear 81

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006, Zirkonyum Nitrür (ZrN) kaplamalar endüstriyel alanda yaygın uygulaması olan diğer fiziksel buhar biriktirme (FBB) kaplamalar ile kıyaslandığında, düşük yüzey sürtünme katsayısına, az sayıda metalik makropartikül (droplet) dağılımına ve düşük yüzey pürüzlülüğüne sahip olmasına rağmen, görece düşük sertliği ve kötü adhezyon (yapışma) mukavemeti sebebiyle yaygın uygulama alanına sahip değildir. Genel kullanım alanı sadece demir dışı yumuşak metal ve alaşımların (alüminyum, bakır, pirinç vb.) talaşlı şekillendirilmesi prosesleriyle kısıtlıdır. Bazı özel üretim proseslerinin kullanımıyla, ZrN’in sürtünme katsayısı arttırılmaksızın, kaplama sertliği ve adhezyon mukavemeti arttırılabilirse, ZrN kaplamalara yeni kullanım alanları oluşturmak mümkün olabilecektir. Özetle, eğer hem yüksek sertliğe ve adhezyon mukavemetine, hem de düşük sürtünme katsayısına sahip bir kaplama üretilebilirse bu ideal bir kaplama olur ve endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılabilir. Böyle bir kaplama geliştirmek amacıyla FBB kaplama proses parametrelerinin etkilerinin incelendiği bu çalışmada, öncelikle ZrN kaplamaların üretiminde azot kısmi basıncının optimizasyonu yapılmış, sonra belirlenen azot kısmi basıncı değerinde doğru akım (d.c.) bias, tek kutuplu (ünipolar) pulse ve asimetrik çift kutuplu (bipolar) pulse bias voltajları uygulanarak elde edilen kaplamaların yapısı ve kalınlık, sertlik ve adhezyon mukavemeti gibi mekanik özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, 8 mtorr azot kısmi basıncında, -200 volt asimetrik bipolar pulse bias voltajıyla üretilen FBB ZrN kaplamanın en iyi mekanik özelliklere sahip olduğu tespit edilmiştir., When compared to the other Physical Vapor Deposition (PVD) coatings which are extensively used in industry, Zirconium Nitride (ZrN) coating does not have a wide application because of its relatively low hardness and low adhesion strength despite its desirable properties such as low friction coefficient, low surface roughness and less metallic macroparticle (droplet) distribution. Its common application field is restricted to machining soft and ductile non-ferrous metals and alloys like aluminium, copper, brass etc. under well-cooled machining conditions. If the hardness and adhesion strength of ZrN coating could be improved by performing some special production processes without altering its friction properties, it would be possible to extend its usage in new applications. In the first step of the experimental studies, ZrN coating is optimized due to reactive gas (nitrogen) partial pressure. In the next step of the experimental studies, a bias voltage scan is performed by applying different d.c., unipolar pulse and asymmetric bipolar pulse bias voltages. The basic mechanical properties such as coating hardness, coating thickness and adhesion strength of ZrN films deposited in various nitrogen partial pressures and bias voltages are investigated. As the result of experimental studies, the best results are achieved in ZrN coatings deposited by applying 8 mtorr nitrogen partial pressure and -200 volt asymmetric bipolar pulse bias voltage., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006, Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi kullanılarak matrisi %100 Al ve %50 Al-%50 Al12Si olan, ağırlıkça %4-%23 oranında bor karbür (B4C) partikül takviyesi yapılmış kompozitlerin optimum üretim parametreleri, aşınma ve korozyon davranışları incelenmiştir. Kompozitlerin üretimine ait optimum koşullara, metalik tozların 8 tonluk yük altında preslenmesi ve 570 °C’de atmosferik ortamda 12 saat süreyle sinterlenmesi sonucunda ulaşılmıştır. Artan B4C miktarı ve matrise yapılan Al12Si ilavesiyle kompozitlerin sertliği artış göstermektedir. En yüksek aşınma direncine ise matrisi %50 Al–%50Al12Si olan ve %9 B4C takviyesi yapılmış kompozitlerde ulaşılmıştır. Kompozitlerdeki B4C içeriğinin %9’un üzerine çıkarılması sertliği artırmasına karşın aşınma direncinde azalmaya neden olmuştur. Bu kompozitlere ara işlem olarak oda sıcaklığında basma yönünde uygulanan %20 oranındaki deformasyon, aşınma direncinde ilave bir artış sağlamıştır. Korozyon deneyleri, matrisi %100 Al olan ve B4C takviyesi içermeyen malzemede korozyon kaybının en az olduğu sonucunu vermiştir., In this study, optimum production parameters, wear and corrosion behaviour of composites having 100% Al and 50% Al-50% Al12Si matrix and reinforced with boron carbide (4% to 23% by weight) were investigated using powder metallurgy method. Optimum production conditions of composites were obtained by compacting powders under a load of 8 tons and performing atmospheric sintering at 570 °C during 12 hours. Increasing of B4C content and Al12Si addition into the matrix caused an increase at the hardness of the composites. Highest wear resistance was obtained at 9% B4C reinforced 50%Al-50% Al12Si matrix composite. Up to 9% B4C content, wear resistance of composites increased however it decreased with further increase of B4C content. Additionally, performing 20% compressive deformation at room temperature also increased the hardness of the composites. In corrosion tests, minimum corrosion loss was occured at the unreinforced aluminium matrix composite., Yüksek Lisans, M.Sc.