Titanyum alaşımlarından Ti6Al4V malzemesi yüksek sıcaklıklardaki mukavemet özellikleri ve korozyon direnci sebebiyle başta havacılık olmak üzere birçok sektörde kendine yer bulmuş bir malzemedir. Bu çalışmada Ti6Al4V malzemesinin matematiksel modellenmesi, fenomenolojik modellerden olan Johnson-Cook (JC) ve modifiye Johnson-Cook (m-JC) yaklaşımlarına göre gerçekleştirilmiştir. Fenomenolojik malzeme modelleri daha basit bir biçime sahiptir ve ticari sonlu elemanlar kodlarında yaygın olarak bulunur. Malzeme modellerinin katsayılarının belirlenmesi için oda sıcaklığı ile 900°C ve 10-3 s-1-1 s-1 gerinim hızları aralığındaki gerilme–gerinim eğrileri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, deformasyon sıcaklığın artmasının malzeme dayanımını düşürdüğünü ve gerinim hızının artmasının ise dayanımın artmasına sebep olduğunu göstermiştir. Özellikle 500°C ve 600°C sonrasında Ti6Al4V alaşımında dinamik rekristalizasyon davranışı görülmektedir. Modellerin katsayılarının hesaplanmasının ardından doğruluklarının tespiti için ortalama kare hatası (mean squared error, MSE) değerleri bulunmuştur. JC modelin sapma oranları, oda sıcaklığında ortalama %0,77, 400°C’de ise %7,14 olarak hesaplanmıştır. Bu değerler oda sıcaklığından 400°C’ye kadar JC modelinin Ti6Al4V için uygulanabilir olduğunu göstermiştir. m-JC modeli için ise 800°C’de %2,82 gibi düşük bir sapma oranı bulunmuştur. m-JC modelinin 900°C’deki sapma oranı ise ortalama %7,76 bulunmuştur. Sapma değerlerinin gösterdiği gibi m-JC modelinin doğruluğu, JC modeline kıyasla yüksek sıcaklıklarda çok daha yüksektir. Elde edilen sonuçlarla Ti6Al4V malzemesinin sıcak deformasyon davranışının m-JC yaklaşımı ile yüksek doğrulukta modellenebildiğini ortaya koymuştur.
Anahtar Kelimeler: Ti6Al4V, Modelleme, Johnson Cook, Modifiye Johnson Cook
|
