24 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 24
Article Citation - WoS: 8Citation - Scopus: 11Influence 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.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.Master Thesis Sementasyon ve Takip Eden Su-verme İşlemlerinin Süreç Tasarımı ve Kalite Değerlendirmesine Yönelik Malzeme Karakterizasyon Çalışmaları(2017) Yıldız, Seçil; Davut, Kemal; Şimşir, CanerSementasyon ve su-verme ısıl işlemi; aşınma ve yorulma dayancı özelliklerini iyileştirmek için düşük karbonlu çelik parçalara uygulanan bir yüzey sertleştirme işlemidir. Çarpılma, çatlak, sertlik veya sertlik derinliğinde yetersizlik bu işleme bağlı olarak en sık karşılaşılan sorunlardır. Son yirmi yılda, bu sorunları tahmin etmek ve engellemek için, analitik ve deneme-yanılma gibi geleneksel yöntemler yerine bilgisayar simülasyonları daha popüler hale gelmiştir. Bilgisayar destekli ısıl işlem simülasyonları sorunları çözmenin dışında istenilen mikroyapı ve kalıntı gerilme dağılımını sağlayan en uygun proses parametrelerinin belirlenmesini ve bu sayede parça performansının artırılmasını sağlamaktadır. Bu çalışmanın birinci amacı, DIN 22NiCrMo2-2 (SAE 8620H) çeliğine uygulanan sementasyon ve su-verme işlemlerinin simülasyonu için gerekli malzeme veri setinin geliştirilerek hesaplamalı malzeme mühendisliği yöntemlerini tamamlamaktır. Bu amaçla öncelikle, hesaplama tekniklerine gerekli girdiyi sağlamak için, kimyasal ve mikroyapısal olarak ham malzeme karakterizasyonu yapılmıştır. Ardından, su-verme aşamasında faz dönüşümleri üzerinde önemli derecede etkisi olan östenit büyüme kinetiği araştırılmıştır. Son olarak, kritik sıcaklıklar ve dönüşüm kinetiği belirlenerek, TTT ve CCT diyagramları şeklinde sunulmuştur. Ham malzeme karakterizasyon çalışmalarıyla kütüklerin makro segregasyon içermediği, eşeksenli ferritik/perlitik bantlaşmış ve homojen dağılımlı tane yapısına sahip olduğu ve bu nedenlerle proses ve doğrulama çalışmaları için uygun olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, deneysel ve hesaplamalı yöntemlerle belirlenen CCT diyagramlarının birbirleriyle uyumlu olduğu görülmektedir. Deneysel ve hesaplamalı yöntemlerle belirlenen TTT diyagramları arasındaki en büyük farklılık, yerel kimyasal kompozisyon ve yerel östenit tanesi boyutu gibi kontrol edilmesi zor olan faktörlere karşı daha hassas olan beynitik faz dönüşümünde gözlenmektedir. Bu çalışmanın ikinci amacı, aynı proje kapsamında yürütülen tamamlayıcı bilgisayar simülasyonları çalışmalarının geçerliliğinin belirlenmesi ve sementasyon ısıl işleminin kalite değerlendirmesi için içyapı incelemeleri yapmaktır. Bahsi geçen tamamlayıcı çalışmaların birinde, endüstriyel prosesteki değişkenliği en aza indirgemek için DIN 22NiCrMo2-2 ve DIN 16MnCr5 çeliklerinden imal edilen miller üzerinde Taguchi metodu kullanılarak Deney Tasarımı (DoE) yapılarak endüstriyel koşullarda sementasyon deneyleri yapılmıştır. Diğer tamamlayıcı çalışmada ise, aynı Deney Tasarımı (DoE) bilgisayar simülasyonu çalışmalarıyla incelenmiştir. Bu tez çalışmasında ise, içyapı ve sertlik dağılımlarının belirlenmesiyle belirtilen diğer çalışmalar tamamlanmaktadır. Elde edilen sonuçlar bilgisayar simülasyonları ve deneysel sonuçların birbirine uyumlu olduğunu göstermektedir. Sonuçların uyumu beynit dönüşüm kinetiğinin gerilim, yerel tane boyutu ve yerel kimyasal kompozisyona bağlılığını da dahil eden daha iyi karakterizasyon çalışmalarıyla iyileştirilebilir.Article Strain Hardening Behavior Characterization of Dual Phase Steels(2018) Davut, Kemal; Şimşir, Caner; Çetin, BarişThe requirements for higher passenger safety, improved fuel economy and weight reductionin automobile industry necessitates the usage of advanced high strength steel (AHSS)grades. Dual phase (DP) steels are the most widely used one among AHSS. DP steels becomeincreasingly popular, since they provide a combination of sufficient formability at room temperatureand tensile strength over 1000 MPa. The current standards for DP steels only specifiesyield and tensile strength. Steels from various producers have considerably different compositionand microstructure; however they still have the same grade name. Combined withthe inherited heterogeneous microstructure, those steels exhibit different strain hardeningbehavior. The aim of this study is to evaluate the strain hardening behavior of DP800 steels,obtained from different vendors and thus having different compositions and microstructures.The strain hardening behavior was characterized with tensile tests performed along rollingand transverse directions. The microstructure has been characterized with optical andscanning electron microscopes. The martensite fraction, grain size of ferrite and chemicalcomposition has been correlated to the strain hardening behavior. The results show thatthe steel with more micro-alloying addition has finer ferritic grain size, which cause higherinitial strain hardening rate. The steel with higher Mn and Cr has higher martensite fraction,which cause strain hardening rate to be higher at higher strain levels.Master Thesis Şaftların sementasyon sonrası su-verme işleminin bilgisayar simülasyonlarıyla incelenmesi(2017) Terzi, Büşra Yazır; Şimşir, Caner; Davut, KemalSementasyon ve sonrasında su verme ısıl işlemleri çelik şaftların özelliklerini ve performanslarını geliştirmek için yaygın şekilde kullanılan endüstriyel işlemlerdir. Bu işlemlerle ilişkili olan kabuk derinliğindeki farklılıklar ürün geri gönderimindeki en sık rastlanan sorunlardandır. Bu sebeple, bu çalışmanın başlıca amacı, sementasyon sonrası su verilmiş DIN 16MnCr5 (1.7131) çelik şaftlarının uygun etkin ve kontrol parametrelerinin belirlenmesidir. Diğer bir amaç kaçınılmaz deneysel varyasyonlarını tahmin etmek ve bilgisayar simülasyonlarının doğruluğuna deneysel belirsizlikler ile karar vermektir. Bu çalışma hem deneyler hem de simülasyonlar üzerinden yürütülmüştür. Deneysel çalışma simülasyonları doğrulamak için kullanılmıştır. Sistemin kontrol parametrelerine karar vermek amacıyla, yerel hassasiyet analizi bilgisayar simülasyonlarında her bir kontrol parametresi kendi referans değeri çevresinde sarsıma uğratılarak yapılmıştır. Sertlik, kalıntı gerilme ve boyutsal değişimler bu sarsımlarla boyutsuz hassasiyet indeksi ve toplam belirsizlik yardımıyla ilişkilendirilmiştir. Bunlara ek olarak, etkin parametrelerin tanımlanması amacı doğrultusunda sanal bir deney tasarımı sonlu elemanlar yöntemi yazılımı olan SYSWELD® kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Sementasyon, sanal deney tasarımı, DIN 16MnCr5, hesaba dayalı hassasiyet analiziArticle Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 1Chemical 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, MehmetA 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%.Article Citation - WoS: 46Citation - Scopus: 49Recrystallization 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, DermotThe 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.Article Citation - WoS: 22Citation - Scopus: 25Effect 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, DermotThe 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/).Article Citation - WoS: 11Citation - Scopus: 12A 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, DermotThis 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.Article Citation - WoS: 123Citation - Scopus: 135Wire arc additive manufacturing of high-strength low alloy steels: study of process parameters and their influence on the bead geometry and mechanical characteristics(Springer London Ltd, 2020) Yildiz, Ahmet Suat; Davut, Kemal; Koc, Baris; Yilmaz, OguzhanAdditive manufacturing (AM) is becoming increasingly popular since it offers flexibility to produce complex designs with less tooling and minimum material at shorter lead times. Wire arc additive manufacturing (WAAM) is a variant of additive manufacturing which allows economical production of large-scale and high-density parts. The WAAM process has been studied extensively on different steels; however, the influence of process parameters, specifically wire feed speed (WFS), travel speed (TS), and their ratio on bead geometry, microstructure, and mechanical properties, are yet to be studied. The present work aims at closing this gap by using the WAAM process with robotic cold metal transfer (CMT) technology to manufacture high-strength structural steel parts. For that purpose, single-bead welds were produced from HSLA steel by varying WFS between 5 and 10 m/min and the WFS to TS ratio between 10 and 20. Those variations produce heat inputs in the range of 266-619 J/mm. The results have shown that the wire feed speed to travel speed ratio is the major parameter to control the heat input. Increasing heat input increases characteristic bead dimension, whereas it reduces the hardness. In the second part of experiments, two single-bead walls were deposited via the parallel deposition strategy and one multiple-bead wall was produced using the oscillation strategy. The tensile properties were tested along two directions: parallel and perpendicular to deposition directions. For the yield strength and tensile strength, the difference between horizontally and vertically tested specimens was smaller than the standard deviations. On the other hand, the total and uniform elongation values exhibit up to 10% difference in the test direction, indicating anisotropy in ductility. Those tensile properties were attributed to repeated thermal cycles during the WAMM process, which can cause heat transfer in multiple directions. The yield strength of the multiple-bead wall produced via oscillation was lower, whereas its ductility was higher. The tensile properties and hardness differences were found to correlate well with the microstructure.Master Thesis Coating of Titanium (tial6v4)) Alloy by Electrospun Poly (ε-Caprolactone) (pcl)(2020) Gelal, Hasan Mohammed Alı Abdullah Al; Şaşmazel, Hilal Türkoğlu; Davut, KemalÇalışmanın 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)
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »