AISI 316L paslanmaz çeliğinin işlenebilirliğinin sonlu elemanlar metodu ile modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, AISI 316L östenitik paslanmaz çeliğin ortogonal kesme şartlarında tornalanması esnasında oluşan kesme kuvvetlerinin deneysel ve nümerik olarak analizi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla farklı kesme parametrelerinde, kaplamalı (TiCN+Al2O3+TiN ve Al2O3) ve kaplamasız karbür kesici takımlar kullanılarak AISI 316L östenitik paslanmaz çelik için kesme deneyleri yapılmıştır. Talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetleri Kistler 9257B marka dinamometre aracılığı ile ölçülmüştür. Nümerik modelleme için Deform-2D programı, malzeme modeli olarak da Johnson-Cook (J-C) malzeme modeli kullanılmıştır. Çalışmada ayrıca talaş morfolojisinin kaplama türü ve kesme parametreleriyle değişimi araştırılmıştır. Kesme parametrelerine bağlı olarak elde edilen deneysel ve nümerik kesme kuvveti değerleri karşılaştırılmış ve sonuçların büyük oranda örtüştüğü gözlemlenmiştir. Bununla birlikte her bir kesici takım için kesme esnasında meydana gelen kesme sıcaklığı ve takım yüzeyine etkiyen gerilme değerleri de sonlu eleman çözümleri sonrasında elde edilmiştir.

In this study, experimental and numerical analyses of cutting forces generated during turning under orthogonal cutting conditions of AISI 316L austenitic stainless steel were performed. For this purpose, the cutting tests for AISI 316L austenitic stainless steel were conducted by use of coated (TiCN+Al2O3+TiN and Al2O3) and uncoated carbide cutting tools in different cutting parameters. The cutting forces generated during cutting were measured by a Kistler 9257B type dynamometer. Deform-2D package program for numerical modeling and Johnson-Cook (J-C) material model as a material model were used. Variation of chip morphology depending on coating type and cutting parameters was also investigated in the study. The values of experimental and numerical cutting forces generated depending on cutting parameters were compared and it was observed that the results significantly were in harmony. However, the cutting temperature generated during cutting for each cutting tool, and the stress values generated on the tool were obtained by finite element analysis.