Süperplastik Deformasyon

Süperplastik deformasyon; bazı çok kristalli malzemelerde kırılma öncesi boyun oluşmadan meydana gelen aşı deformasyon olarak tanımlanabilir. Süperplastik deformasyon için gerekli şartlar; a) ince ve dengeli tane boyutu. Bu değer metaller için < 10µm ve seramikler için < 1µm olmalıdır. Unutulmamalıdırki, süperplastik deformasyon eğer taneler yüksek tane sınırı açısına sahip eşkesimli olurlarsa meydana gelir. Uzamış ve kaba tanelere sahip malzemelerde tane sınırı kayması kolayca meydana gelemeyeceği için bu malzemelerde süperplastik deformasyon görülmez. b)süperplastik deformasyon bir malzemenin ergime derecesinin yarısının üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleştirilmelidir. c)süperplastik deformasyon nornal olarak uzama hızı aralığının 10-5 ile 10-3 s-1 olması durumunda görülür. Süperplastik deformasyonun yakın geçmişteki keşfi ile daha önceleri imkansız olan potansiyel uygulama alanları doğmuştur. Süperplastik şekillendirme geleneksel şekillendirme yöntemlerine göre bir çok avantaja sahiptir. Bunlar, a) bir operasyonda büyük miktardaki deformasyonun gerçekleşmesine imkan sağlar böylece karmaşık şekilli parçalar kolayca üretilebilir. Bunun sonucu birden fazla üretim aşaması gerektiren işlemler gerekmeyebilir, örneğin, kaynaklama, talaş kaldırma ve yüzey işleme gibi, b) parçalar hassas ve tam boyutta sürekli olarak üretilebilir, c) düşük şekillendirme basıncına gereksinim, daha ucuz ve hafif ağırlıkta şekillendirme ekipmanlarının kullanılmasına imkan sağlar aynı zamanda takım aşınmasını azaltır, d) malzemenin tamamen kullanılmasına ve hurda miktarının en aza indirilmesine imkan sağlar bu da malzeme ve enerji tasarrufunda önemlidir, e) malzemenin servis özelliklerini artırır, çünkü ince ve düzenli tane boyutu daha iyi dayanım, süneklik ve yorulma mukavemeti kazandırır, ve f) düzenli mikro yapı üretilir bu da final parça içinde düzenli yeniden üretilebilen mekanik özelliklere imkan sağlar. Yukarıda bahsedilen geleneksel süperplastik deformasyon oldukça yavaş deformasyon hızlarında gerçekleşmekte ve buda bu yöntemin endüstride yaygın olarak kullanılmasını sınırlamaktadır. Yakın geçmişteki nano boyutlu malzeme üretim teknolojilerinin gelişmesi ile yeni bir kavram olan Yüksek Gerinme Hızlarında Süperplastiklik (YGHS) (High Strain Rate Superplasticity) gündeme gelmiştir. Bu yöntemde ki deformasyon hızları endüstride kullanılan deformasyon hız (10-2 s-1 ile 10+1 s-1) sınırları içindedir. Bu hızlardaki deformasyon deformasyon süresini oldukça azaltmaktadır. Tane boyutu aşağıdaki eşitlikte de görüleceği gibi YGHS’ de önemli bir yere sahiptir. Çünkü süperplastik deformasyondaki etkili deformasyon mekanizması tanelerin birbirleri üzerinde kaymasıdır ve tane boyutundaki azalma ile süperplastik deformabilite artar. Eşit Kanal-Açısal Presleme (EKAP), bir ingot malzemenin kesit alanında herhangi bir boyut değişikliği oluşmadan, kesişen eşit boyuttaki iki kanal içinden tekrarlı sayıda basılması ile malzeme içerisinde oluşan aşırı deformasyon ve ultra ince taneli yapının oluşturulduğu yeni bir tane boyutu inceltme metodudur. EKAP işlemi ile 1µm altı tane boyutuna sahip yüksek dayanımlı malzemeler üretilir Bu çalışmada, EKAP yöntemi ile AA 6061 alaşımında nano boyutlu tane üretimi ve bu alaşımın yüksek gerinme hızlarındaki süperplastik deformasyon davranışları incelenecektir. Ayrıca EKAP için optimum şartlar (kalıp açısı, kalıp sıcaklığı, kalıplama basıncı ve kalıplama hızı, pas sayısı) belirlenecektir.

kaynak: projeler.gazi.edu.tr