Havacılıkta kullanılan özel alaşım titanyum malzemelere uygulanan bilyalı dövme işleminin etkisinin incelenmesi

Abstract

Havacılık sanayisinde kompozit malzemelerin kullanımları her ne kadar artış gösterse de metalik malzemeleri kullanımı belirli istenilen yerlerde kullanılmaya devam etmektedir. Bu kullanım yüksek basınç, yüksek kuvvet altına maruz kalma veya ani kuvvetlere maruz kalma olarak kompozit malzemelerin kullanımın istenmediği yerlerde metalik malzemeye yöneltmektedir. Metalik malzemelerin kendine has avantaj ve dezavantaj özellikleri göz önünde bulundurulduğunda metal malzemeleri yorulması sorunu kontrolü zorlaştırmaktadır. Bu yorulma kuvvetine maruz kalan malzemelerin ömür hesabı yapılması zaman zaman mümkün olmamaktadır. Metalik malzemeler kendi iç yapılarına göre belirli bir sertlik ve yorulma dayanımları olsa da yüzey işlemleri veya ısıl işlemler gibi yöntemler ihtiyaca yönelik yöntemler ortaya çıkmıştır. Bu yöntemlerden bir tanesi olan bilyalı dövme metalik malzemelerin yüzey sertlik seviyelerini yükselttiği gibi, malzeme yapısında da değişikliklere sebep olmaktadır. Bu çalışmada Boeing 737 uçağının iniş takımlarının iç aksamında bulunan titanyum alaşım malzemesinin belirli parametrelerinin sabit tutularak dövme işleminin gözlemlenmesi ve bilyalı dövme sonrasında belirli sabit değerler ile aşınma testi yapılması amaçlanmıştır.Bu çalışmada bilyalı dövme işleminde kontrollü olarak değiştirilen basınç değerinin bilyalı dövme işlemindeki malzeme üzerinde oluşturduğu etkileri ele alınmaktadır. Üç farklı basınç değerinde uygulanan bilyalı dövme işlemi sonucu titanyum alaşım malzemenin (Ti-4Al-6V) sertlik, yüzey pürüzlülük testi, aşındırma testi yapılmış olup mikro yapısı optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu ( SEM )ile incelenmiştir.Malzemeler Kale Havacılık Sanayi A.Ş. Seri imalat bölümünden hurda malzemelerden seçilmiştir. Kale Havacılık Sanayi A.Ş. Seri İmalat bölümü, Kalite Güvence bölümü ve Özel Prosesler Bölümünde mikroyapı analizi için titanyum alaşımı kimyasal dağlama işlemine tabi tutulmuştur. Aşındırma testi ve optik mikroskop görüntüleri Milli Savunma Üniversitesi Deniz Harp Okulu Makine Mühendisliği Bölümü laboratuvarlarında, taramalı elektron mikroskobu görüntüsü Doğuş Üniversitesi Makine İleri Teknolojiler laboratuvarında alınmıştır.

Although the use of composite materials in aviation industry has increased, the use of metallic materials continues to be used in certain desired locations. This use is directed to metallic material where the use of composite materials is undesirable, such as high pressure, exposure to high force, or exposure to sudden forces. Considering the unique advantages and disadvantages of metallic materials, the problem of fatigue of metal materials makes it difficult to control. It is not possible to calculate the life of the materials exposed to this fatigue force from time to time. Although metallic materials have a certain hardness and fatigue strength according to their internal structure, methods such as surface treatments or heat treatments have emerged to address the need. Shot peening , one of these methods, increases the surface hardness levels of metallic materials and also causes changes in the material structure. In this study, it was aimed to observe the forging process by keeping certain parameters of the titanium alloy material in the interior assembly of the landing gear of the Boeing 737 aircraft fixed and to perform wear testing with certain fixed values after the ball forging.In this study, the effects of controlled changing pressure in shot peening process onmaterial in shot peening process are discussed. The hardness, surface roughness test, etching test of titanium alloy material ( Ti-4Al-6V) was performed as a result of ballforging process applied at three different pressure values and its microstructure was examined with optical microscope and scanning electron microscope ( SEM).The materials was selected from scrap materials from the serial manufacturing department of Kale Aviation Industries. Kale Aviation Industries Titanium alloy has been subjected to chemical etching for microstructure analysis in the series Manufacturing Division, Quality Assurance Division and special Processes division. The etching test and optical microscope images were taken in the laboratories of the Department of Mechanical Engineering of the Naval Warfare School of the National Defense University and the scanning electron microscope image was taken in the Laboratory of Advanced Technologies of machinery of Dogus University.