Katı parçacıkların metalik yüzeylerde oluşturduğu erozyonun deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mühendislikte yaygın olarak kullanılan AISI 1020, AA 6061, Ti-6Al-4V, SS 304, Hardox 450, DP 600 metalik malzemelerinin katı parçacık çarpması altındaki erozyon davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar iki aşamada yürütülmüştür. Metalik malzemelerin erozyon performansları ilk aşamada parçacık çarpma hızı 100 m/s için 20, 30, 45, 60, 90 çarpma açılarında belirlenmişken, ikinci aşamada 90 parçacık çarpma açısında ve 100, 127, 170, 210, 250 m/s parçacık çarpma hızlarında belirlenmiştir. Gerçekleştirilen testler sonucunda en iyi erozyon performansı; kütlesel erozyon miktarı bakımından alüminyum alaşımı AA 6061 malzemesi için elde edilmişken, hacimsel erozyon miktarı bakımından Hardox 450 çeliğinde elde edilmiştir. İlaveten yüksek hızlarda yapılan testler sonucunda en yüksek erozyon performansı, kütlesel ve hacimsel erozyon miktarları bakımından sırasıyla AA 6061 alüminyum malzemesi ve AISI 1020 çeliğinde elde edilmiştir. Bunun yanında erozyon miktarı zamanla doğrusal değişmiştir ve maksimum erozyon miktarı parçacık çarpma açısı 20-30 değerinde meydana gelmiştir. Katı cisimler mekaniği ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri kullanılarak Ti-6Al-4V malzemesinin erozyon davranışları sayısal olarak incelenmiştir. Katı cisimler mekaniği yaklaşımı ile gerçekleştirilen sonlu elemanlar analizi sonucunda test sonuçlarıyla uyumlu veriler elde edilememiştir. Buna karşın hesaplamalı akışkanlar dinamiği yaklaşımı ile test sonuçları ile uyumlu sonuçlar elde edilmiştir.