AA5754 Alüminyum Alaşımının Bilyeli Dövme Prosesi ile Mekanik Özelliklere Etkisi ve Dövme Üzerine Cr+6 Kaplamanın Korozyon Özelliklerine Bakış

Year 2023, Volume: 6 Issue: 2, 118 - 131, 15.12.2023

Mesut Bozkurt , Ahmet Demirer

https://doi.org/10.53448/akuumubd.1295992

Abstract

Bilyeli dövme prosesi, bir metalin yorulma ve stres korozyonuna karşı direncini artırmak için uygulanan mekanik bir yüzey işlemidir. Bu çalışmada, korozyon özelliklerinden dolayı havacılık endüstrisinde çeliğe alternatif olarak kullanılan AA5754 H111 Alüminyum alaşımının bilyeli dövme işlemi ile mekanik ve korozyon özelliklerinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada %100 yüzey örtme oranında 3 farklı bilye çapı S110 (0,3 mm), S170 (0,4 mm), S230 (0,6 mm) ve 3 farklı Almen değerine sahip (8A-12A-15A) 3 çeşit çelik bilye ile dövme işlemi uygulanmıştır. Almen şiddeti (A); bilye çapı, bilye cinsi, püskürtme basıncı, dövme süresi ve yüzey örtme oranına bağlı olarak değişen bir ölçüm sistemidir. Elde edilen numuneler Cr+6 (Alodin) kaplama işlemine tabi tutulmuştur. Her numune çekme mukavemeti testi, pürüzlülük testi ve tuz püskürtme korozyon testine tabi tutulmuştur. Yapılan deneyler sonucu AA5754 H111 malzemesinde S170 (0,4mm) 15 Almen değerinde dövülen numunelerde malzemenin çekme mukavemeti değerinde %5,25 oranında artış meydana gelmiştir. Korozyon test sonucu ise S110 (0,3mm) bilyesininde 15 Almenlik dövülmüş numunede korozyon hasarı kısmen oluşmuştur. S170 (0,4mm) 15 Almenlik dövülmüş numune ise korozyon hasarı görülmemiştir. Sonuç olarak S170 bilyesi ve 15 Almen şiddetindeki prosese tabi tutulmuş numunelerde hem korozyon direncinin hem de çekme dayanımının arttığı tespit edilmiştir.

Keywords

AA5754 H111, Bilyeli dövme, Korozyon, Almen şiddeti, Cr++6 Kaplama

Supporting Institution

TÜBİTAK 2209 A Üniversite öğrencileri araştırma Projeleri Destekleme Programı 2022 1.Dönem

Project Number

1919B012200946

Thanks

Maddi desteklerinden dolayı TÜBİTAK'na ve Sakarya Uyg.Bil.Üni. Teknoloji Fakül. Makina Müh. bölümüne teşekkürlerimizi sunarız.

The Effect of Shot Peening Process on the Mechanical Properties of AA5754 Aluminum Alloy and a Perspective on Corrosion Characteristics with Cr+6 Coating on Shot Peened Surfaces

Abstract

The Shot peening process is a mechanical surface treatment applied to increase the resistance of a metal to fatigue and stress corrosion. In this study, it is aimed to increase the mechanical and corrosion properties of AA 5754 H111 Aluminum alloy, which is used as an alternative to steel in the aviation industry due to its corrosion properties, by shot peening process. In this study, 3 different steel ball diameters S110 (0.3 mm), S170 (0.4 mm), S230 (0.6 mm) and 3 different Almen values (8A-12A-15A) with 100% surface coverage ball forging was applied. The obtained samples were subjected to Cr+6 (alodyne) coating process. Each sample was subjected to tensile strength test, roughness test and salt spray corrosion test. As a result of the experiments, the tensile strength value of the material increased by 5.25% in the samples forged at S170 (0.4mm) 15 Almen in AA5754 H111 material. As a result of the corrosion test, the corrosion damage was partially formed in the 15 Almen forged sample in the S110 (0.3mm) ball. S170 (0.4mm) 15 Almen hammered sample showed no corrosion damage. As a result, it was determined that both the corrosion resistance and tensile strength increased in the S170 ball and the samples subjected to the process at 15 Almen intensity.

Keywords

AA5454 H111, Shot Peening, Corrosion, Almen Intensity, Cr+6 Coating

Project Number

1919B012200946

References

• Alkan, Z., Varol, R., & Server, R. 2016. Bilyeli dövme uygulanmış AA1050 alüminyum malzemenin metalografik incelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol.20 (3) 524-529.
• Alkan, Z., 2014. Alüminyum Alaşımlarında Bilyalı Dövmenin Fiziksel, Mekanik ve Yüzey Özelliklerine Etkisi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Doktora Tezi,101s, Isparta.
• Appel, F. 2013. Atomic level observations of mechanical damage in shot peened TiAl, Philosophical Magazine, Vol.93 ( 1-3), 2-21.
• Avcu, E. 2018. Bilyalı dövme parametrelerinin AA7075 T6 alüminyum alaşımının yüzey altı özelliklerine etkisi, GU J SCİ, Part C, Vol.6 (4), 741-752.
• Başaran, A. 2007. Toz Metal Parçalara Isıl ve Mekanik Yüzey İşlemlerin Birlikte Uygulanabilirliğinin Araştırılması, Doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Isparta, s192.
• Başer, Z., T. 2012. Alüminyum alaşımlarını ve otomotiv endüstirinde kullanımı. Mühendis ve makina, Vol.53 (635), 51-58.
• Çoşkun, K. 2002. Hadde alüminyum alaşımlarının uçaklarda kullanılması, Yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Üniversitesi.
• Hongbin, X., Qing, C., ve Eryu, S., Dengzhen, W., Zhaohong, C., ve Zhengle, W. 1991. The effect of shot peening on rolling contact fatigue behaviour and its crack initiation and propagation in carburized steel, Wear, Vol.151 (1), 77-86.
• Karahan, B., İnce, U. 2015. Bilya Püskürtmenin (Shot Peening) Teknik-Teknolojideki Yolculuğu ve Soğuk Dövme Prosesine Adaptasyonu, http://depark.com/derin/Ekim2015/Index/2.html , s74-90.
• Kocan, M., Rack, H. J., Wagner, L. 2005. Fatigue performance of metastable titanium alloys: Effects of microstructure and surface finish, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 14 (6), Dec. JMEPEG 14,765-772.
• Kocaman, A., Demirer, A. 2021. AA6061 T6 Alüminyum Alaşımında Bilyeli Dövme İşleminin Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı , Vol.4 (2), 49-58.
• Mhaede, M. 2012. Influence of surface treatments on surface layer properties, fatigue and corrosion fatigue performance of AA7075 T73 . Materials & Design, Vol. 41, 61-66.
• Nam, Y. S., Jeong, Y., Shin, B., & Byun, J. 2015. Enhancing surface layer properties of an aircraft aluminum alloy by shot peening using response surface methodology., Materials & Design,Vol.83 (4),566- 576.
• Nouguier-Lehon, C., Zarwel, M., Diviani, C., Hertz, D., Zahouani, H., Hoc, T. 2013. Surface impact analysis in shot peening process, Wear, Vol.302 (1-2) ,1058–1063.
• Seykoç Alüminyum. 2023. AA 5754 H111: https://seykoc.com.tr/icerik/5754?dil=tr adresinden. Tomlinson, W. J., Moule, R. T., Blount, G. N., 1987. The effect of shot peening on the cavitation erosion of pure iron and austenitic stainless steel in distilued and 1% salt waters, Wear, Vol.118, 233 - 242.
• Trsko, L., Guagliano, M., Bokuvka, O., Novy, F., Jambor, M., & Florkova, Z. 2017. Influence of Severe Shot Peening on the Surface State and Ultra-High-Cycle Fatigue Behavior of an AW 7075 Aluminum Alloy. Journal of materials engineering and performance,Vol.26, 2784 -2797.
• Varol, R. 1990. 2024 Alüminyum alaşımının yorulma ömrü üzerine farklı bilyeli dövme işlem parametrelerinin etkisi. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Wanga, Z., Jiang, C., Gan, X., Chen, Y., Ji, V. 2011. Influence of shot peening on the fatigue life of laser hardened 17-4PH steel, International Journal of Fatigue, Vol.33 (4), 549-556.
• Zammit, A., Abela, S., Wagner, L., Mhaede, M., Grech, M. 2013. Tribological behaviour of shot peened Cu-Ni austempered ductile iron, Wear, Vol.302 (1–2), 829-836.