Browsing by Author "Davut, Kemal"

Now showing 1 - 20 of 25

Citation - WoS: 1
Citation - Scopus: 1
Chemical Composition Optimization and Isothermal Transformation of Δ-Transformation Plasticity Steel for the Third-Generation Advanced High-Strength Steel Grade
(Wiley-v C H verlag Gmbh, 2024) Okur, Onur; Davut, Kemal; Palumbo, Gianfranco; Nalcaci, Burak; Guglielmi, Pasquale; Yalcin, Mustafa Alp; Erdogan, Mehmet; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
A new low-manganese transformation-induced plasticity steel is designed with optimized nickel content to achieve superior strength and ductility while minimizing the use of expensive nickel. The steel is optimized using JMatPro software, then cast, and hot rolled. To assess the effect of intercritical annealing on austenite (martensite at room temperature) volume fraction and carbon content, hot-rolled steel samples quenched from different annealing temperatures (680-1100 degrees C) are used. Additionally, hot-rolled steel coupons are intercritically annealed at about 50% austenite formation temperature (740 degrees C) and then subjected to isothermal treatments at 300-425 degrees C for varying times (10-90 min). After optimizing these treatments to maximize retained austenite (RA), tensile specimens are heat-treated first at 740 degrees C and then isothermally at 325 degrees C. Thermodynamic calculations suggest that aluminum combined with silicon may lead to the delta ferrite formation, and even minimal nickel content can stabilize a considerable amount of austenite. In the experimental studies, it is shown that lower-temperature bainitic holding enhances austenite stability by enriching the carbon content. Optimized two-stage heat treatments yield up to 25.8% RA, with a tensile strength of 867.2 MPa and elongation of 40.6%, achieving a strength-elongation product of 35.2 GPax%, surpassing the third-generation advanced high-strength steel grades minimum requirement of 30 GPax%.
Coating of Titanium (tial6v4)) Alloy by Electrospun Poly (ε-Caprolactone) (pcl)
(2020) Gelal, Hasan Mohammed Alı Abdullah Al; Şaşmazel, Hilal Türkoğlu; Davut, Kemal; Metallurgical and Materials Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Çalışmanın amacı, elekroeğirme mekanizması kullanılarak poli (ε-kaprolakton) (PCL) ile kaplanmış titanyum alaşımı TiAl6V4'ten oluşan bir biyomateryal implant üretmektir. Ayrıca, titanyum alaşımı için yüzey işleminin kaplama üzerindeki etkisi de incelenirken, kaplama kalınlığı bir mikrometre kullanılarak belirlenmiştir. Örneklerin morfolojik karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yüzey ıslanabilirliği, temas açısı (CA) kullanılarak tayin edilmiştir ve titanyum alaşımlı mikroyapının optik mikrografları, optik mikroskopi kullanılarak elde edilmiştir. Substratlarda kompozisyon ve elementlerin tayini Enerji dağılımlı spektroskopisi (EDS) ile yapılmıştır. Yüzey morfolojisinin daha detaylı nicel analizi ve implantların yüzeyindeki pürüzlülüğü değerlendirmek için AFM ve pürüzlülük ölçümleri kullanılmıştır. PCL'nin TiAl6V4'e yapışmasını belirlemek için yapışma testi yapılmıştır. EDS ile sonuçlarına göre elde edilen örneklerin işlendikten sonra diğer elementlerden arınmış olduğu görülmüştür. Optik mikroskopi, alaşımların ön işlemden geçirilmesinden sonra optik mikrograflar vasıtasıyla mikro yapıdaki değişiklikleri gözlemlemek için kullanılmıştır. SEM ile taşlama, parlatma ve dağlamadan sonra yüzey morfolojisindeki değişim de kaydedilmiştir. Pürüzlülük ölçümleri, 3 mikron parlatma TiAl6V4 numunesinde 0.005 mikrondan, 120 öğütme TiAl6V4 numunesinde 0.56 mikrona kadar olan ortalama pürüzlülük değerlerini kantitatif olarak göstermiştir. Ölçümlerden sonra, kaplamanın kalınlığı 0.01 mm olarak belirlenmiştir. Temas açısı ölçümleri sonucunda en iyi hidrofilikliğe sahip numunenin 58.63° temas açısı ile PCL ile kaplanmış kazınmış alaşım olduğu görüşmüştür. Ayrıca yapışma testi, kaplama yapışması için en iyi iki adayın kazınmış ve 1200 öğütme numuneleri olduğunu göstermiştir: kaplamanın %99'undan fazlası, bandın çıkarılmasından sonra kaplamadan çıkmaz. Anahtar kelimeler: Electrospinning, TiAl6V4 alloy, Poly (𝜀-caprolactone)
Citation - WoS: 10
Citation - Scopus: 10
A Comprehensive Characterization of the Effect of Spatter Powder on In939 Parts Fabricated by Laser Powder Bed Fusion
(Elsevier Sci Ltd, 2023) Dogu, Merve Nur; Mussatto, Andre; Yalcin, Mustafa Alp; Ozer, Seren; Davut, Kemal; Obeidi, Muhannad Ahmed; Brabazon, Dermot; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
This study is focused on a comprehensive characterization of virgin and spatter IN939 powders and the effects of a certain amount of spatter powder on the part quality of IN939 fabricated by the L-PBF process. A brown tint coloration formed Al2O3 oxide, pores, a 124.4% increase in the average particle size, a 10.2% decrease in the powder circularity, and a 7.5% decrease in the powder aspect ratio were observed in the spatter powder. Additionally, higher average grain size and lower nanohardness were obtained for the spatter powder. In order to understand the effect of a certain amount of spatter powder on the part quality, 10 wt% spatter powder was mixed with the virgin powder. This addition was found to decrease the flowability of the powder. Moreover, this addition decreased relative density by around 0.3% and increased surface roughness by around 80.8% in the fabricated samples (termed as V and SV). On the other hand, there was no considerable microstructural, texture, microhardness, and nanohardness difference between V and SV samples, although the spatter powder addition caused a 30.2% increase in the average grain size of SV. The overall texture for both V and SV samples exhibit (00 1)//BD.
Citation - WoS: 6
Citation - Scopus: 5
A Comprehensive Study of the Effect of Scanning Strategy on In939 Fabricated by Powder Bed Fusion-Laser Beam
(Elsevier, 2024) Dogu, Merve Nur; Ozer, Seren; Yalcin, Mustafa Alp; Davut, Kemal; Obeidi, Muhannad Ahmed; Simsir, Caner; Brabazon, Dermot; Manufacturing Engineering; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
This study provides a comprehensive investigation into the effects of different scanning strategies on the material properties of IN939 fabricated using the PBF-LB process. The scanning strategies examined included alternating bi-directional scanning with rotation angles of 0 degrees, 45 degrees, 67 degrees, and 90 degrees between adjacent layers (named as shown), as well as alternating chessboard scanning with rotation angles of 67 degrees and 90 degrees (named as Q67 degrees and Q90 degrees). The results revealed that the 45 degrees and 67 degrees samples had the highest relative density, while the 0 degrees and Q67 degrees samples showed the highest average porosity. Moreover, various types of cracks, including solidification, solid-state, and oxide-induced cracks, were observed. Among the bi-directional scan samples, the 0 degrees sample displayed the most extensive cracking and the highest sigma max residual stress values in both XZ and XY planes. Conversely, the 45 degrees and 67 degrees samples exhibited fewer cracks. Notably, the lowest sigma max residual stress in the XZ planes among the bidirectional scan samples was observed in the 67 degrees sample. Additionally, microstructural analyses indicated differences in grain size and morphology, among the samples. Texture analysis indicated that the 0 degrees and 90 degrees samples exhibited strong cube textures, whereas the texture intensity weakened for the 45 degrees and 67 degrees samples. Moreover, the alternating chessboard scanning strategy led to rougher surfaces (higher Sa and Sz values) compared to the alternating bi-directional scanning strategy, regardless of the rotation angles. Furthermore, the microhardness values among the samples showed minimal variance, ranging between 321 + 14 HV and 356+ 7 HV.
Citation - WoS: 7
Citation - Scopus: 8
Effect of Aging Treatment on the Microstructure, Cracking Type and Crystallographic Texture of In939 Fabricated by Powder Bed Fusion-Laser Beam
(Elsevier, 2024) Ozer, Seren; Dogu, Merve Nur; Ozdemirel, Ceren; Bilgin, Guney Mert; Gunes, Mert; Davut, Kemal; Brabazon, Dermot; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
This study aimed to provide a comprehensive understanding of how aging treatments (namely, HT1 and HT2) affect the microstructure, cracking behavior, and crystallographic texture of IN939 fabricated by powder bed fusion-laser beam (PBF-LB) method. Although both aged samples demonstrated similar grain structure and recrystallization behavior according to the electron backscatter diffraction (EBSD) analysis, as well as the precipitation of bimodal gamma ' phase and MC- and M23C6-type carbides, notable differences were observed in the size and morphology, particularly the gamma ' phase. The HT1 sample displayed coarsened primary gamma ' phase, with sizes reaching up to 2 mu m and exhibiting varied morphologies, including irregular and cuboidal shapes. Additionally, this treatment led to the formation of some gamma '-gamma eutectic regions and plate-like eta phase, along with the decomposition of MC-type carbides into M23C6-type carbides. In contrast, the HT2 sample displayed uniformly distributed spherical primary gamma ' phase with sizes ranging from 70 to 120 nm, accompanied by very fine secondary gamma ' phase. Furthermore, it was found that changes in both aged sample microstructures could result in the formation of strain-age cracks due to the gamma ' phase formation and liquation cracks due to the partial remelting of lower melting point phases. The findings also revealed that with the application of aging treatments, the hardness of the as-fabricated sample (339.8 +/- 3.4 HV) increased to 440.2 +/- 5.6 HV and 508.1 +/- 4.8 HV for the heat treatment of HT1 and HT2, respectively.
Citation - WoS: 7
Effect of Austenitizing Temperatures on the Microstructure and Mechanical Properties of Aisi 9254 Steel
(Walter de Gruyter Gmbh, 2021) Murathan, Omer Faruk; Davut, Kemal; Kilicli, Volkan; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
In this study, the effect of austenitizing temperatures and low-temperature isothermal heat treatment (below martensite start temperature) on the microstructure and mechanical properties of AISI 9254 high silicon spring steel has been investigated. Experimental studies show that ultra-fine carbide-free bainite, tempered martensite and carbon enriched retained austenite could be observed in isothermally heat-treated samples where the as-received sample consisted of fine pearlite. A high tensile strength of similar to 2060 MPa, a total elongation of similar to 8 %, and absorbed energy of 105 J were achieved in a commercial high-Si steel by austempering below the Ms temperature. A good combination of strength and ductility has been obtained in prolonged austempering below the martensite start temperature (225 degrees C) from an austenitizing temperature of 870 degrees C.
Citation - WoS: 34
Citation - Scopus: 37
Effect of Post Fabrication Aging Treatment on the Microstructure, Crystallographic Texture and Elevated Temperature Mechanical Properties of In718 Alloy Fabricated by Selective Laser Melting
(Elsevier Science Sa, 2022) Ozer, Seren; Bilgin, Guney Mert; Davut, Kemal; Esen, Ziya; Dericioglu, Arcan F.; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
The effect of building direction and post fabrication aging treatment on the microstructure, crystallographic texture and high temperature mechanical properties of Inconel 718 (IN718) alloy fabricated by selective laser melting (SLM) method was investigated. After aging, arc-shaped structures seen in as-fabricated samples dis-appeared and converted into a mixture of columnar and equiaxed grains. Nano-sized gamma '' and/or gamma' precipitates were formed upon aging; however, MC type carbides and Laves phase encountered in as-fabricated samples were not dissolved completely after aging. Moreover, aging did not alter the texture ((001)//building direction (BD)) of as-fabricated samples. Mechanical properties of the alloys under tension were influenced by the build direction, aging time and test temperature. As-fabricated samples produced in vertical direction exhibited higher room temperature strengths with lower ductility due to orientation of overlapped prior melt pools. Room temperature tensile test results revealed that peak aging caused a significant improvement in ultimate tensile strength (UTS), from 1066.5 MPa and 998.4 MPa to 1408.5 MPa and 1330.4 MPa whereas elongation values decreased from 27.5% and 32.2% to 19.6% and 23.7% in vertically and horizontally built samples, respectively. Peak-aged samples (aged at 700 degrees C for 8 h) tested at 600 degrees C displayed serrated regions in their stress-strain curves due to dynamic strain aging (DSA). Although strength values of the samples displayed an expected decrease by temperature, ductility of the samples reduced to minimum at temperatures around 700-800 degrees C, which was attributed to intermediate temperature embrittlement.
Citation - WoS: 18
Citation - Scopus: 22
Effect of Solution Heat Treatment on the Microstructure and Crystallographic Texture of In939 Fabricated by Powder Bed Fusion-Laser Beam
(Elsevier, 2023) Dogu, Merve Nur; Ozer, Seren; Yalcin, Mustafa Alp; Davut, Kemal; Bilgin, Guney Mert; Obeidi, Muhannad Ahmed; Brabazon, Dermot; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
The effect of various solution heat treatment temperatures (i.e., 1120, 1160, 1200 and 1240 & DEG;C) on the microstructure, grain morphology and crystallographic texture of IN939 fabricated by powder bed fusion-laser beam (PBF-LB) was investigated. Microstructural analyses showed that the high-temperature gradient and rapid solidification of the PBF-LB processing caused different resulting microstructures compared to conventionally pro-duced counterparts. The melt pool morphologies and laser scanning paths were examined in the as-fabricated samples in the XZ-and XY-planes, respectively. After the application of solution heat treatment at 1120 & DEG;C, the as-fabricated PBF-LB initial microstructure was still apparent. For solution heat treatments of 1200 & DEG;C and above, the melt pool and scanning path morphologies disappeared and converted into a mixture of columnar grains in the XZ-plane and equiaxed grains in the XY-plane. On the other hand, large equiaxed grains were observed when the samples were solutionized at 1240 & DEG;C. Additionally, g' phase precipitated within the matrix after all solution heat treatment conditions, which led to increase in the microhardness values. According to electron backscatter diffraction (EBSD) analyses, both as-fabricated and solution heat-treated samples had intense texture with {001} plane normal parallel to the building direction. The first recrystallized grains began to appear when the samples were subjected to the solution heat treatment at 1160 & DEG;C and the fraction of the recrystallized grains increased with increasing temperature, as supported by kernel average misorientation (KAM) and grain spread orientation (GOS) analyses.& COPY; 2023 The Author(s). Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Citation - WoS: 9
Citation - Scopus: 9
Elektrik Direnç Punta Kaynağı ile Birleştirilen %15 Deforme Edilmiş Twıp Çeliğinde Kaynak Akımının Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerindeki Etkisi
(Gazi Univ, Fac Engineering Architecture, 2020) Aydın, Hakan; Tutar, Mümin; Davut, Kemal; Bayram, Ali; Department of Metallurgical and Materials Engineering; Industrial Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Çalışmada, %15 deforme edilmiş TWIP saclarının elektrik direnç punta kaynağıyla birleştirmelerindekaynak akımının mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Mikroyapıkarakterizasyonunda optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), SEM/Enerji dağılımlı X-ışınıSpektroskopisi (SEM-EDS) ve SEM/Elektron Geri Saçılım Kırınımı (SEM-EBSD) teknikleri kullanılmıştır.Mekanik özelliklerin belirlenmesinde, mikrosertlik ölçümleri ve çekme testleri yapılmıştır. Kaynak akımıartışı ile erime bölgesindeki kaynak boşlukları azalırken, çekirdek çapı, çökme miktarı ve ısı tesiri altındakibölge (ITAB) genişliği yaklaşık lineer bir şekilde artmıştır. Kaynak bölgesinde deformasyon ikizleri ortadankalkarken, ITAB’da iri tavlama ikizleri ortaya çıkmıştır. Ayrıca, kaynak akımı artışıyla ITAB’daki taneirileşmesi ve ikiz kalınlıkları artmıştır. Ancak, kaynak işlemi kaynak bölgesinde herhangi bir fazdönüşümüne neden olmamıştır. Bu sebeple, kaynak bölgesi sertlik değerleri temel malzemenin sertlikdeğerlerinden oldukça düşük kalmıştır. Genel itibariyle, en düşük sertlikler ITAB’da gözlenmiştir. Kaynakakımı ile kaynak bölgesi sertlik değerleri arasında herhangi bir korelasyon elde edilmemiştir. Kopma yükükaynak akımı ile artmıştır: En yüksek kopma yükü 10 kA kaynak akımında elde edilmiştir. Düşük kaynakakımlarında aryüzey tipi kırılma meydana gelirken yüksek kaynak akımlarında buton çekirdek tipi kırılmalarortaya çıkmıştır. Kırılma karakteristikleri genel itibariyle gevrek-sünek karışımıdır. Daha yüksekmukavemete sahip numunelerde gevrek-sünek kırılma bölgesinde sünek kırılma, gevrek kırılma bölgesindeise trans-granular kırılma karakteristikleri artış göstermiştir.
Citation - WoS: 6
Citation - Scopus: 6
Influence of the Heat Treatment on the Microstructure, Mechanical and High-Temperature Oxidation Behavior of Hastelloy X Alloy Fabricated Via Laser Powder Bed Fusion
(Elsevier Science Sa, 2025) Ozer, Seren; Yalcin, Mustafa Alp; Bilgin, Gueney Mert; Davut, Kemal; Esen, Ziya; Dericioglu, Arcan F.; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
The effect of building direction and heat treatment on the microstructure, mechanical properties, and high- temperature oxidation behavior of Hastelloy X (HX) alloy fabricated by the laser powder bed fusion (L-PBF) method was studied. Electron backscatter diffraction analyses revealed that the development of textured columnar grains with varying average grain sizes, boundary fractions, and dislocation densities induced the mechanical anisotropy observed in both horizontally and vertically fabricated samples. The yield strength (YS) values of the horizontally and vertically as-fabricated samples were determined as 605.7 +/- 15.9 MPa and 552.3 +/- 8.5 MPa, respectively. The post-processing heat treatment increased the ductility remarkably and reduced YS value down to similar to 445 MPa for all samples by the elimination of microstructural anisotropy and increased grain size subsequent to recrystallization. Oxidation tests conducted at 900 degrees C up to 100 h on as- fabricated samples exhibited severe intergranular oxidation, which was accompanied by the formation of large voids and microcracks as well as spallation of the oxide layer. In contrast, the heat-treatment improved the oxidation resistance of the alloy possibly due to the formation of uniform and dense Cr2O3 layer on the substrate surface.
Investigations on the Effect of Secondary Treatments on Ti48Al2Cr2Nb Alloy Manufactured by Electron Beam Powder Bed Fusion Method
(Elsevier Sci Ltd, 2025) Bilgin, Guney Mert; Ozer, Seren; Davut, Kemal; Esen, Ziya; Dericioglu, Arcan F.; Metallurgical and Materials Engineering; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
As-built Ti48Al2Cr2Nb alloy samples produced by electron beam powder bed fusion (PBF-EB) exhibited notable brittleness. The low ductility was attributed to coarse gamma bands aligned perpendicular to the building and tensile direction. Additionally, variations in aluminum content and hardness between the coarse colonies and fine gamma/alpha(2) lamellae contribute to this phenomenon. Electron backscattered diffraction (EBSD) studies revealed a higher amount of dislocation density and inherent strain after PBF-EB manufacturing. Hence, usage of Ti48Al2Cr2Nb alloy in the as-built condition in aviation applications with high loads and demanding environments is not found to be viable. To eliminate these negative aspects and make PBF-EB produced Ti48Al2Cr2Nb alloy available for demanding applications, two distinct post-processing heat treatments; namely, hot isostatic pressing (HIP) and annealing heat treatment (HT) were employed at 1200 degrees C. A comprehensive characterization covering microstructure analysis, EBSD, fracture surface examination, as well as room and high-temperature tensile tests allowed determination of the effect of post-processes. HIPing altered the banded structure observed in the as-built samples by increasing the amount of alpha(2) phase and grain size. On the other hand, HT made the banded structure more pronounced without significantly increasing the amount of alpha(2) phase. HT also strengthened the <001> texture, while HIPing introduced randomization of grains. On the other hand, complete recrystallization is achieved as a result of HT at 1200 degrees C for 2 h, whereas HIPing at the same temperature for 2 h induced only 80.5 % recrystallization. In both post-processes, dislocation density and inherent strain were reduced. Room temperature and high-temperature tensile tests demonstrated that both HIPing and HT eliminated the extreme brittleness of the as-built samples.
Citation - WoS: 11
Citation - Scopus: 17
Machinability Evaluations of Austempered Ductile Iron and Cast Steel With Similar Mechanical Properties Under Eco-Friendly Milling Conditions
(Elsevier, 2021) Eraslan, Dogancan; Balci, Ahmet; Cetin, Baris; Ucak, Necati; Cicek, Adem; Yilmaz, Okan Deniz; Davut, Kemal; Department of Metallurgical and Materials Engineering; Manufacturing Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
In engineering applications, to increase productivity and to decrease production costs, the selection of the proper engineering material is essential. At that point, machining operations directly affect the production costs. Therefore, determination of the material with the desired mechanical properties and easy-to-cut characteristics has a critical importance. This situation is currently gaining more importance in especially defense industry applications in which high strength engineering materials are heavily employed. In addition, tool performance and final product quality are directly influenced by the cooling and/or lubrication conditions in particularly interrupted cutting operations. In this study, machinability characteristics of G18NiMoCr3-6+QT1 cast steel (CS) and 1050-6 austempered ductile iron (ADI) with similar mechanical properties during milling operations were investigated. The tests were performed using TiAlN coated cemented carbide (WC-Co) end mills under dry, conventional cutting fluid (CCF), and minimum quantity lubrication (MQL) conditions. Under each condition, the variations of cutting forces, tool wear, average surface roughness (Ra), and subsurface microstructure and microhardness were analyzed for both materials and then compared to one another. Test results showed that 1050-6 ADI led to further tool wear in comparison to G18NiMoCr3-6+QT1 CS. According to obtained results, dry condition is more favorable than CCF and MQL conditions in terms of cutting forces, surface roughness, and tool wear for both types of material. In addition, examinations on subsurface microstructures showed that MQL conditions provided an effective cutting environment to maintain microstructural stability of workpiece materials. (c) 2021 The Author(s). Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Magnezyum Alaģımı-benzeri Bileģiklerin Sinir Kılavuz Kanalı Uygulaması Ġçin Elektroeğirme Ġle Üretimi
(2019) Türkoğlu, Hilal Şaşmazel; Bişkin, Erhan; Davut, Kemal; 01. Atılım University
Periferik sinir yaralanmalarında, 5 mm'den büyük hasarlarda cerrahi müdahale yetersiz kaldıgı ve sinir dokusunun iyilesme hızı göreceli olarak yavas oldugu için olusan bosluk inflamasyon hücrelerinden olusan yara dokusuyla kapanarak sinir hattında fonksiyon kaybına sebep olmaktadır. Dolayısıyla büyük hasarların tedavisi için bölgenin çevre dokudan izole edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, yaygın olarak çalısılan ve klinik uygulamalarda tercih edilmeye baslanan sinir kılavuz kanalı öne çıkmaktadır. Biyouyumlu ve biyobozunum hızı düsük olması gereken sinir kılavuz kanalları, oksijen/besin/atık alısverisine olanak saglayacak ancak inflamasyon hücreleri girisine izin vermeyecek gözenek yapısında olmalıdır. Dolayısıyla, seçilen malzemenin biyobozunma hızı ve bozunma ürünlerinin toksisite derecesi ile üretim için tercih edilen yöntemin gözeneklilik kontrolü saglaması oldukça önemlidir. Literatürde, polimerler kullanılarak düsük maliyetli ve kolay üretilebilen sinir kılavuz kanalları üzerine çalısmalar yapılmaktadır. Metaller ise mekanik dayanım ve iletkenliklerine ragmen geleneksel yöntemlerle mikron seviyesindeki gözeneklilikte üretilemediklerinden, tercih edilememektedir. Bu projede, yaygın olarak stent uygulamaları için çalısılan, ticari seviyede kullanılmak üzere FDA onayı almıs ve biyolojik yeterliligi stent uygulaması için kanıtlanmıs bir magnezyum alasımına benzer kompozisyonda bir bilesigin sinir kılavuz kanalı uygulamaları için kullanılmak üzere gelistirilmesi çalısılmıstır. Magnezyum düsük yogunluk ve toksisite ile yüksek özgül dayanım ve elektrik iletkenligine sahip, vücutta bol bulunan ve metabolizmayı besleyici bir elementtir. Böylece gelistirilen kanalın, fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak üstün performans göstermesi öngörülmüstür. Söz konusu metalik alasım-benzeri bilesigin üretiminde, geleneksel yaklasımlardan farklı olarak, proses kolaylıgı ve üstün gözeneklilik kontrolü saglayan elektroegirme yöntemi seçilmis ve alasımın bilesenlerinin nitratlı bilesikleri ile PVA çözelti ham maddesi olarak kullanılması suretiyle elektroegirme yapılmıstır. Bu süreçte, ham madde/çözücü konsantrasyonları, sıcaklık, viskozite gibi çözelti parametreleri ile voltaj, uzaklık, besleme hızı gibi proses parametreleri gözle muayene ve SEM görüntüleriyle optimize edilmistir. Daha sonra, argon atmosferi altında kontrollü kalsinasyona tabi tutularak bilesenlerin istenilen alasım kompozisyonunda kristallesmesi ve alasım harici bilesenlerin uzaklastırılması saglanmıstır. Kalsinasyon sürecinde uygulanan, çoklu sıcaklık/süre kademesinden olusan ısıl islem profili, elektroegirilmis numunelere yapılan termal analizler sonucunda olası faz dönüsümlerinden kaynaklanan endotermik ve ekzotermik piklerin belirlenmesi ve bu piklere matematiksel reaksiyon kinetigi yaklasımının uygulanmasıyla tasarlanmıstır. Kalsinasyon süreci sonrası elde edilen nihai numunelerin kristalografik yapısı, elemental kompozisyonu, morfolojik özellikleri ve alasım harici bilesenlerin uzaklastırıldıgı/uzaklastırılamadıgı sırasıyla XRD, EDX, SEM ve XPS ile tayin edilmistir. Ayrıca elde edilen numunelerin absorpsiyon/sisme kapasitesi, ıslatılabilirligi, geçirgenligi ve bozunma hızı gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri de tamamlanan projedeki karakterizasyon çalısmaları kapsamında gerçeklestirilmistir. Çalısmaların son basamagında, gelistirilen sinir kılavuz kanalı materyali adayının hücre-materyal etkilesimi, fare fibroblast hücre hattı ile MTT analizi, hemositometrik sayım ve çesitli boyama/görüntüleme teknikleri kullanılarak hücre canlılıgı, yapısma, yayılma ve üreme kabiliyetleri bakımından incelenmistir. Tamamlanan proje çalısmasından elde edilen fiziksel, kimyasal ve biyouyumluluk performans verileri, elektroegirme yöntemiyle magnezyum temelli alasım benzeri bilesikten olusan fibröz gözenekli yapıların sinir kılavuz kanalı uygulamalarında kullanılabilme potansiyeli olabilecegini göstermistir.
Microstructural Analysis of Austempered Ductile Iron Castings
(2016) Çetin, Barış; Meco, Halim; Davut, Kemal; Arslan, Ebru; Uzun?, Mustafa Can; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
Austempered ductile iron (ADI) castings have a wide range of application areas in engineering designs due to their promising mechanical properties and lower cost. ADI has very good strength and toughness values at the same time its ductility is relatively high compared to most of the other cast irons. These promising mechanical properties originate from combination of specific graphite and matrix microstructure. The size, shape and fraction of graphite as well as the matrix microstructure influences the mechanical properties. In this paper the efforts regarding to a localization project of ADI is presented. In a more detailed manner, the first locally produced ADI which cannot satisfy the mechanical properties stated in ISO 17804 is compared with the original sample which is conform with the standard. The two pieces are inspected by mechanically and microstructurally by means of which necessary actions are detected for the local production. In other words the relation between the macro mechanical properties and the microstructural conditions are tried to be clarified.
Citation - WoS: 23
Citation - Scopus: 24
Microstructural and Texture Evolution During Thermo-Hydrogen Processing of Ti6al4v Alloys Produced by Electron Beam Melting
(Elsevier Science inc, 2020) Dogu, Merve Nur; Esen, Ziya; Davut, Kemal; Tan, Evren; Gumus, Berkay; Dericioglu, Arcan F.; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
The present study was conducted to reveal the effects of building angles and post heat-treatments (2-step Thermo-Hydrogen Processing (THP) and conventional annealing treatment) on the density, microstructure and texture of Ti6Al4V alloy parts produced by Electron Beam Melting (EBM). The results showed that regardless of the building angle; the density, microstructure and crystallographic texture (defined with respect to building angle) of the as-produced samples were identical; having Widmanstatten a structure and columnar beta-grains which are parallel to building direction. The main texture component for the alpha phase was (10 (1) over bar0)//building direction, and for beta phase (001)//building or heat flow direction. The first step of THP, namely, the hydrogenation step, produced a needle-like microstructure and increased the local misorientations due to lattice distortion. On the other hand, after application of the second step of THP, dehydrogenation step, microstructure was refined, particularly alpha-grains that were larger than 10 mu m and located at grain boundaries. Moreover, THP randomized the crystallographic texture since it involves beta to alpha phase transformation, at which one beta-grain can produce 12 distinct alpha-variants. The grain boundary misorientation distributions also changed in accordance with the microstructural changes during the 2-step THP. On the other hand, annealing coarsened the grain boundary and Widmanstatten alpha phases; moreover, it changed the texture so that the basal planes (0001) rotated 30 degrees around the building direction.
Millerin Sementasyon İşleminin Deney Tasarımı Kullanılarak İncelenmesi
(2017) Yılmaz, Hasan; Şimşir, Caner; Davut, Kemal; Manufacturing Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Sementasyon işlemi, mil imalatında yaygın olarak termokimyasal bir ısıl işlemdir. Sementasyon sonrası yetersiz sertlik derinliği, uygunsuz yüzey ve çekirdek sertliği ve çarpılma yaygın hurda ürün sebepleridir. Bundan sebeple, sementasyon sırasında süreç parametrelerinin etkilerinin anlaşılması, kontrolü ve optimizasyonu kayıpların önlenmesi için hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmada semenyastasyon parametreleri Taguchi yöntemiyle Deney Tasarımı (DoE) aracılığıyla incelenmiş ve iyileştirilmiştir. İyileştirmenin temel hedefi imalatta değişik fırınların kullanılmasından kaynaklı değişkenliğin azaltılmasıdır. Deneyler iki değişik endüstriyel gaz sementasyon fırınında, iki değişik çelikten (16MnCr5,20NiCrMo2-2) tornalarak üretilmiş düz ve basamaklı millerde gerçekleştirilmiştir. Sementasyon deneylerinden sonar, millerin boyutları Koordinat Ölçüm Makinesi (CMM) ile ölçülürken, karbon ve sertlik dağılımları Optik Yayınım Spektrometresi (OES) ve Vickers sertlik ölçümleriyle belirlenmiştir. Sonuçlar sementasyon gazının karbon potansiyelinin sertlik derinliğindeki ve değişikliğindeki gerek değişkenliği gerek ortalama değeri en çok etkileyen parametre olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Mil, Sementasyon, Taguchi Yöntemi, Optimizasyon
Citation - WoS: 3
Citation - Scopus: 3
Nondestructive Microstructural Characterization of Austempered Ductile Iron
(Walter de Gruyter Gmbh, 2023) Tuzun, Mert Yagiz; Yalcin, Mustafa Alp; Davut, Kemal; Kilicli, Volkan; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
Austempered ductile iron (ADI) has been preferred in a wide range of applications due its unique combination of high strength, good ductility, wear resistance and fracture toughness together with lower cost and lower density compared to steels. Magnetic Barkhausen noise (MBN) measurement offers a better alternative to traditional characterization techniques by being fast and non-destructive. A simple linear regression using only one single independent variable cannot correlate the MBN with the microstructure of ADI, since its microstructure is multi component. Multiple linear regression analysis (MLRA) was used to build a model that uses the characteristic features of microstructural constituents as input parameters to predict the MBN. For that purpose, Cu-Ni-Mo alloyed ductile iron samples austempered between 325 and 400 degrees C and for 45-180 min duration were used. The results show that MBN is most sensitive to the size and shape of acicular ferrite and retained austenite. Moreover, MBN is almost insensitive to the size, morphology and volume fraction of graphite particles. This indicates that retained austenite pins the domain walls more effectively than the graphite particles. Considering the results MLRA, MBN technique can be used to characterize the ausferritic microstructure of ADI.
Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirlerde alaşımlama ve ısıl işlem parametrelerinin optimizasyonu
(2019) Yalçın, Mustafa Alp; Davut, Kemal; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demir sunduğu yüksek mukavemet, tokluk ve aşınma direncine ek olarak düşük yoğunluk ve maliyet avantajı sayesinde mühendislik tasarımlarında yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu malzemelerin güçlü mekanik özelliklerinin nedeni, ösferritik matris üzerinde küresel grafitlerden oluşan özel mikroyapısıdır. Östemperleme ısıl işlemi sonrasında oluşan ösferrit yapısı, iğnemsi ferrit ve karbonca zengin kararlı östenitten oluşmaktadır. Düşük küresellik değerleri ya da iğnemsi ferrit dönüşümünün eksik kalması nedeniyle östenit yapısının yeterince kararlı hale gelmemesi gibi sorunlar mikroyapıyı bozmakta ve mekanik özellikleri olumsuz etkilemektedir. Bu çalışmada Cu ve Cu + Mo + Ni alaşım elementlerinin, ısıl işlem parametrelerinin ve küresel grafit parçacıklarının boyutları ve dağılımlarının, östemperlenmiş küresel grafitli dökme demir malzemelerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bunun için, düşük alaşımlı ve düşük alaşıma Cu, Cu + yüksek Mo + düşük Ni ve Cu + düşük Mo + yüksek Ni elementleri eklenmiş Y-blok dökümler üretilmiştir. Y-blok parçalardan çıkarılmış numuneler östemperleme ısıl işleminden geçirilmiş; daha sonra mekanik testler yapılmış, kırılma yüzeyi ve metalografik incelemeler gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Cu + düşük Mo + yüksek Ni ile alaşımlanmış numunenin daha yüksek mukavemet ve uzama değerlerine sahip olduğunu göstermektedir. Bu da, Cu ve Cu + Mo + Ni alaşımları eklenmiş parçaların karbonca zengin ve kararlı östenit yapısına sahip olduğunu; ve geniş kesit alana sahip parçalarda bile kalınlık boyunca homojen bir ösferritik yapı oluşturulabileceğini göstermektedir. Düşük alaşımlı numune ise, yetersiz alaşımlama ve östemperleme işlemi nedeni ile en iyi küresellik ve sertlik değerlerine sahip olmasına rağmen en düşük mukavemet ve uzama değerlerini vermektedir. Mekanik özelliklerdeki bu değişkenliğin, mikroyapıda bulunan kalıntı östenitin yapısı, miktarı ve dağılımı ile doğrudan bağlanıtılı olduğu gözükmektedir. Son olarak, Pearson Korelasyon Katsayısı yöntemi kullanılarak malzemenin mekanin özellikleri ve mikroyapısı arasındaki ilişki incelenmiştir. Sonuçlar, östenit tane boyutu ve akma dayancı, çekme dayancı ve süneklik arasında Hall-Petch benzeri bir ilişki göstermektedir. EBSD çalışmaları sonrasında iki farklı tip östenit yapısı görülmüştür: i) iğnemsi ferrit yapıları arasında kalmış ince östenit ve ii) östemperleme işlemi sırasında dönüşmemiş önceki östenit tanelerinden kalan blok tipi östenit. Çalışılan numuneler arasında, iğnemsi ferrit tane boyutu 0.7 m'den daha az değişkenlik göstermektedir. Bu nedenle iğnemsi ferrit tane boyutu ile mekanik özellikler arasında iyi bir korelasyon gözükmemektedir. Küresellik ve küresel grafitlerin boyutu arasında ise yüksek korelasyon gözükmektedir. Küresellik derecesindeki küçük farklar mekanik özellikleri etkilememekle beraber, küçük küresel grafit taneleri hem akma hem de çekme dayancı değerlerini iyileştirmektedir. Bu sonuçlar östemperlenmiş küresel grafitlli dökme demirlerin daha da geliştirilmesi ve iyileştirilmesine katkı sağlayabilir.
Citation - WoS: 42
Citation - Scopus: 44
Recrystallization and Grain Growth Kinetics of In718 Manufactured by Laser Powder Bed Fusion
(Elsevier, 2022) Dogu, Merve Nur; Davut, Kemal; Obeidi, Muhannad Ahmed; Yalcin, Mustafa Alp; Gu, Hengfeng; Low, Thaddeus Song En; Brabazon, Dermot; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
The recrystallization and grain growth behaviour of IN718 alloy additively manufactured by laser powder bed fusion (L-PBF) is presented herein. The effects of three different temperatures (1050, 1150 and 1250 degrees C) and holding times (15, 45 and 90 min) were investigated. The texture evolution of the samples was recorded via electron backscatter diffraction (EBSD). The as-built sample is composed of bowl-shaped melt pools, a chessboard-like grain pattern and has a cube texture {100}<001>. Recrystallized grains were observed in the samples treated at 1150 degrees C for 15 min, as well as the samples treated for longer periods and at higher temperatures. Recrystallization was observed to start from high dislocation density regions, including the overlapping melt pools and the borders of the chessboard-like pattern. The initial cube texture transforms into a first-generation cube-twin texture {122}<212> via a twinning-assisted recrystallization mechanism. Then, those recrystallization nuclei sweep through the high defect density matrix; during which almost no new twins are formed. The samples treated at 1250 degrees C are almost completely recrystallized, which forms a weaker cube texture and a stronger P-orientation {011}<112>. However, the growth of recrystallized grains is very limited due to the presence of non-coherent precipitates. (C) 2022 The Author(s). Published by Elsevier B.V.
Rulman Çeliklerinin Manyetik Barkhausen Gürültüsü Yöntemi ile Tahribatsız Karakterizasyonu
(2017) Arslan, Ebru; Davut, Kemal; Şimşir, Caner; Department of Metallurgical and Materials Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
100Cr6 çelikleri rulman yapımında yaygın olarak kullanılırlar. Isıl işlem uygulamaları ile değişen iç yapısal özelliklerine bağlı olarak; yüksek gerilimlere karşı dayanımı, yorulma ömrü, tokluğu, sertliği, aşınma direnci gibi özellikleri geliştirilebililir. Bu iç yapısal özelliklerin muayenesi, geleneksel metalografik ve XRD tekniklerinin bir arada kullanılmasıyla yapılabilir. Ancak bu yöntemler numune hazırlama gereksinimi bulunan yöntemlerdir. Bu sebepten; tahribatsız ve hızlı ölçüm alınmasını sağlayan Manyetik Barkhausen gürültüsü (MBN) tekniği, bu geleneksel karakterizasyon yöntemlerine alternatif olarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın amacı 100Cr6 çeliklerinin MBN yöntemiyle tahribatsız muayene edilebilirliğinin araştırılmasıdır. Bu bağlamda, 100Cr6 çelik numuneler, içerisinde farklı içyapısal özelliklerin oluşturulabilmesi adına farklı sıcaklıklarda östenitlenip oda sıcaklığına ve -130°C'ye hızlı soğutulmuştur. Bu işlemlerin ardından numunelerin sertliği, karbür miktarları, dağılımları, kalıntı östenit miktarları, metalografik ve XRD ölçüm yöntemleriyle belirlenmiştir. Ayrıca, her bir numune MBN yöntemi ile de muayene edilmiştir. Son olarak, elde edilen içyapı sonuçlarıyla MBN sonuçları arasındaki bağlantılar incelenmiştir. MBN tekniğinin, kurulan lineer korelasyonlar kapsamında oda sıcaklığına hızlı soğutulan 100Cr6 çelik numunelerin iç yapısal özellikleriyle korele edilebilir olduğu gözlenmiştir; ancak tahmin aralıklarının oldukça geniş olması sebebiyle, bu numunelerin iç yapısında oluşan sertlik, kalıntı östenit ve karbür miktarıların doğrudan belirlenebilmesi için yeterince hassas olmadığı sonucuna varılmıştır. Birbirlerine bağlı olarak değişen bu özelliklerin MBN ile karakterize edilebilmesi; karbür çözünme kinetiğine bağlı olarak, tüm bu değişkenlerin hem kendi aralarında hem de MBN sinyalleri üzerindeki eş zamanlı etkileri arasında lineer olmayan bir ilişki kurulması ile mümkün olabileceği düşünülmektedir. Bunun haricinde, sıfır altı ısıl işlemine tabi tutulan numunelerde, kalıntı östenitin tamamen yok edilmesi, MBN sinyalleri üzerindeki kalıntı östenit etkisini tamamen ortadan kaldırılmıştır. Bu sebepten hem sertlik ve hem de kardür oranları için kurulan lineer korelasyonlarda belirgin bir iyileşme görülmüştür. Bu korelastonların R² değerleri kabul edilebilir düzeyde olmasına rağmen tüm iç yapısal değişkenlerin MBN sinyalleri üzerindeki eş zamanlı etkisi göz önünde bulundurularak lineer olmayan modeller kurulmasıyla iyileştirilebilinir. Bu doğrultuda, MBN tekniğininin, 100Cr6 çeliğinin iç yapısal karakterizasyonu konusunda, gelecekte yapılacak daha detaylı ve kapsamlı çalışmalar ile geliştirilebilir olduğu düşünülmektedir.