Titanyum grade 2 sac malzemesinin sıcak şekillendirilebilirliğinin incelenmesi

Abstract

Saf titanyum (CP2), yüksek dayanım, yüksek korozyon direnci, düşük yoğunluk, yüksek sıcaklıklarda dayanımını koruyabilme ve yorulma dayanımı gibi özelliklere sahiptir. Sahip olduğu bu özelliklerinden dolayı, medikal uygulamalar ve otomotiv gibi alanlarda tercih edilmektedir. Son yıllarda bu malzeme üzerinde yapılan araştırma ve geliştirmeler birçok ülke tarafından yakından takip edilmektedir. Ancak titanyum malzemelerinin üretim maliyetlerinin yüksek olması ve sınırlı şekillendirilebilirlikleri bir dezavantaj olduğundan dolayı kullanım alanları sınırlı kalmaktadır. Saf Titanyum (CP2)malzemesinin yüksek şekillendirme sıcaklıklarında nasıl davranış gösterdiğinde belirsizliğini korumaktadır. Bu tez çalışmasında; titanyum grade 2 (CP2) sac malzemesinin sıcak şekillendirilebilirliği incelenmiştir. U profil kalıbı üzerinde 1 mm sac titanyum plakaların farklı sıcaklıklarda preslenmesi ile sıcak şekillendirme işlemi uygulanmıştır. Sac malzemenin haddeleme yönü boyunca U-plakaların alt kısmından ASTM 8’e göre numuneler alınmıştır. Daha sonrasında sırasıyla çekme testleri, mikrosertlik ölçümleri ve mikroyapıdaki değişimler incelenmiştir. Sonuç olarak; yüksek sıcaklıklara çıkıldıkça, mikroyapıda ve mekanik özelliklerde önemli ölçüde değişimlerin olduğu gözlenmiştir. Yüksek sıcaklıklarda, malzemenin mekanik özelliklerinde önemli değişiklikler gözlemlenmiştir. 1000°Csıcaklıkta malzemenin çekme dayanımının ve sertliğinin arttığı ve malzemenin gevrekleştiği görülmüştür. Saf titanyum (CP2) malzemesinin en iyi şekillendirme sıcaklığının ise 500°C’de olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlara bakıldığında; saf titanyum (CP2) malzemesinin farklı şekillendirme sıcaklıklarındaki tokluğu, sünekliği ve gevrekliği ile ilgili net bilgiler elde edilmiştir. Böylece malzemenin farklı sıcaklıklarda şekillendirilebilirliğide yorumlanmıştır. Bu tezçalışması, farklı sıcaklıklarda şekillendirilmiş saf titanyum (CP2) malzemesinin mekanik ve mikroyapı özelliklerindeki değişimin, kullanım alanına göre bir fikir vereceği konusunda fayda sağlamıştır.

Pure titanium (CP2) has properties such as high strength, high corrosion resistance, low density, ability to maintain its strength at high temperatures and fatigue resistance. Due to these characteristics, it is preferred in medical applications and industries such as automotive. In recent years, research and development on this material has been closely followed by many countries. However, the high production costs and limited formability of titanium materials restrict their areas of use. The behaviour of Pure Titanium (CP2) material at high temperatures remains uncertain. In this thesis; The effect of the formability of pure titanium (CP2) at different temperatures on mechanical properties was investigated. The hot forming process was carried out by pressing 1 mm sheet titanium plates at different temperatures on the U-profile mold. Samples according to ASTM 8 were taken from the bottom of the U-plates along the rolling direction of the titanium sheet material. Subsequently, tensile tests, microhardness measurements and microstructure changes were examined. Significant changes in the mechanical properties of the material were observed at high temperatures. It was observed that the tensile strength and hardness of the material increased, and it became more brittle at a temperature of 1000°C. The optimum forming temperature for pure titanium (CP2) material was determined to be 500°C. Based on the results obtained from this thesis, clear information regarding the toughness, ductility, and brittleness of pure titanium (CP2) material at different forming temperatures was obtained. Thus, the formability of the material at different temperatures was interpreted. This thesis has provided insights into the changes in the mechanical properties and microstructure of pure titanium (CP2) material formed at different temperatures, which can be useful in determining its application-specific characteristics.