7075-T6 alüminyum alaşımında yapay olarak oluşturulan oyukların yorulma dayanımına etkisi

Abstract

Oyuklanma korozyonu korozif ortamın etkisi altındaki çelik ve yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlarında gözlenmekte ve yorulma çatlağının başlangıç potansiyel olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada farklı derinliklere yapay olarak açılmış oyuklu numunelerin dönel eğme zorlanması altındaki yorulma davranışları sistematik olarak incelenmiştir. 500 ? m çapında ve 125, 250 son olarak 500 ? m derinliklerine sahip yapay oyuklar dalma erozyon tezgahı kullanılarak oluşturulmuştur. Yapılan test sonuçları yapay oyukların 7075-T6 alüminyum alaşımı yorulma ömrü üzerine önemli bir etkisi bulunduğunu göstermiştir. Bununla beraber ana oyuk tabanında ikinci bir oyuğun varlığı yorulma ömrünü belirgin bir şekilde düşürmüştür. Tabanında çift oyuk ve oyuksuz parçaların yorulma verileri karşılaştırıldığında, 106 çevrim sayısı için yaklaşık % 50 oranında dayanımda düşme görülmüştür. Bu davranış gerilme yığılması etkisiyle açıklanabilir. Literatürde daha önce yapılan bir sonlu elemanlar çalışması da ana oyuk tabanındaki ikincil oyukların varlığı gerilme dağılımını bütünüyle değiştirdiği ve gerilme yığılma katsayısının (Kt) tek oyuklulara göre çok daha büyük olduğunu göstermiştir.

Pitting corrosion has been observed in steel and high-strength aluminium alloys in corrosive environments and has been identified as a potential origin for fatigue crack nucleation. In this thesis, under rotating bending loading, fatigue behaviours of artificial pitted specimens having different pit depth values have been investigated systematically. Artificial pits, which have 500 ? m in diameter and 125, 250 and 500 ? m in depth, have been formed by using an electro-discharged-machine (EDM). Result of fatigue test revealed that pit depth value has an important effect on fatigue performance of 7075-T6 aluminium alloy. However, the presence of secondary pit at the bottom main pit dramatically reduced fatigue strength. Approximately 50% reduction was seen in fatigue strength for 106 cycles, if the fatigue data of specimens that with and without double artificial pit were compared. This behaviour can be explained by stress concentration effect. The primary finite element study in literature also indicated that the existing secondary (premature) pit at the bottom of primary pit, stress distribution changes entirely; the overall stress concentration factor (SCF) is much more than the SCF value of single primary pit.