Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEMRE ÖZGÜL
Danışman: Elif Uzun Kart
Özet:
Gaz türbinli motorların yüksek itki ve düşük yakıt tüketimi sağlamasının yanı sıra, hafif olması arzu edilmektedir. Gaz türbinli motorlar tasarlanırken özellikle türbin giriş sıcaklıkları büyük önem taşır çünkü turbomakinelerde türbin girişi en zorlayıcı koşul olarak kabul edilmektedir. Çalışma koşulu nedeniyle yüksek sıcaklık ve yüklere maruz kalan türbinlerin malzeme seçimi büyük önem taşımaktadır.
Süperalaşımlar yüksek mukavemet, uzun yorulma ömrü, kırılma tokluğu, sürünme direnci ve yüksek sıcaklıkta gerilme-kopma direnci sağlayarak bir jet motoru türbin malzemesi için tercih sebebi olmaktadır. Döküm nikel bazlı süperalaşımlar, türbin kanatları olarak uzun yıllardır kullanılmaktadır. Nikel bazlı süperalaşımlar iyi dökülebilirliğe ve mukavemete sahiptir ve ayrıca sürünme ve sıcak korozyona karşı dirençleri oldukça iyidir.
Bu tez çalışmasında Kale Arge A.Ş.’de geliştirilmekte olan turbojet motorda kullanılmış ve kullanılmamış, aynı tasarıma sahip aynı ısıl işlem uygulanmış iki adet nikel bazlı süperalaşım türbin, mikroyapı incelemesine ve mekanik incelemeye tabi tutulmuştur. Türbinlerden çıkarılan numunelerin mikroyapısı, metalografik muayene ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir ve maruz kalınan yüksek sıcaklığın malzemenin mikroyapısına etkisi araştırılmıştır. Çalışma koşulu nedeniyle mikroyapı içerisinde oluşan fazlar ve oluşan bu fazların malzemenin tane yapısında meydana getirdiği değişiklikler incelenmiştir. Aynı zamanda türbinlerden yüksek sıcaklık çekme testi için ve sertlik ölçümü için numune alınmıştır. Yüksek sıcaklık çekme testi ve sertlik ölçümü yapılan numunelerin mekanik özelliklerindeki farklılıklar gözlenmeye çalışılmıştır.
Yapılan çalışmalar sonucunda turbojet motorda kullanılmış olan türbinin sertliğinin, çekme dayanımının ve sünekliğinin kullanılmamış türbinden daha iyi olduğu görülmüştür. Her iki türbinden alınan numunelerin mikroyapıları incelenmiş olup çalışmış türbinin gama prime hacim oranının çalışmamış türbinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir ve servis koşulunda türbinin yaşlanmaya devam ettiği sonucuna varılmıştır.