Browsing by Author "Demirci, Musa"

Now showing 1 - 9 of 9

Citation - WoS: 9
Citation - Scopus: 10
Alternative System Design for High Temperature Solid Particle Erosion Wear Problem
(SPRINGER/PLENUM PUBLISHERS, 2021) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
In order to simulate the wear behavior of materials subjected to solid particle erosion due to high temperature as well as velocity effect in operating conditions such as power plants and jet engines, ASTM G76 standard is not sufficient and test rig compliant with ASTM G211-14 standard must be put forward. In this context, a test rig, alternative to existing systems where solid particle erosion wear experiments can be performed in compliance with high temperature (similar to 700 degrees C) and particle impact velocity (similar to 150 m/s) conditions, has been designed and produced. In order to ensure the widespread use of this test rig, a resistance wire system was used to reach high temperatures of the heating system by achieving a different design solution. In the setup of this design, the perfect gas equation, heating power and ohm laws are also used. In addition, the designs of specimen fixture and particle feeding system, which are the determining parameters in erosion wear tests, have been updated. With the produced test rig; solid particle erosion experiments were carried out using Inconel 718 test specimens at 600 degrees C temperature, similar to 97 m/s erosive particle impact velocity and three different erosive particle impact angles (30 degrees, 60 degrees and 90 degrees). In the experiments, especially the change of temperature over time was confirmed by the data obtained from both the test rig and the specimens. Graphic
Citation - WoS: 25
Citation - Scopus: 27
The Effect of Nanoclay Particles on the Incubation Period in Solid Particle Erosion of Glass Fibre/Epoxy Nanocomposites
(ELSEVIER SCIENCE SA, 2020) Bağcı, Mehmet; Demirci, Musa; Şükür, Emine Feyza; Kaybal, Halil Burak
During erosion tests of glass fibre/epoxy nanocomposites, an incubation period emerged because of the embedding of abrasive particles into the target material. In this study, the effect of this period on solid particle erosion behaviour was investigated for glass fibre/epoxy composites with the addition of nanoclay. The surface erosion characteristics of the composites were obtained by solid particle erosion tests using angular alumina particles with a size on the order of 400 mu m as the erodent. The tests were conducted using impact velocities of similar to 23 or similar to 34 m/s and impingement angles of 30 degrees, 60 degrees or 90 degrees as operating conditions. The eroded surfaces were examined using a scanning electron microscope to characterise the incubation mechanisms taking place in the nanocomposites. The glass fibre/epoxy composite without nanoclay (the pure test specimen) had the highest erosion resistance when compared to the composites with a nanoclay additive in ratios between 1% and 3% by weight. The findings of this study indicate that the agglomeration and weak compatibility of nanoclay, glass fibre and epoxy affected the results.
Citation - WoS: 3
Citation - Scopus: 5
Erosion Resistance of Cfrp Composite Materials With Different Fiber Weaves Exposed To Cryogenic Treatment
(TAYLOR & FRANCIS INC, 2021) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
Carbon fiber-reinforced polymers (CFRPs) are often exposed to solid particle erosion wear due to small particles moving freely in the atmosphere or in the environment and their impact on aircraft bodies. In this study, fiber weaves of CFRP composite materials of the following types were produced: unidirectional (U), plain weave multidirectional (P), and twill 2 x 2 weave multidirectional (T). Tests that involved three different CFRP composite materials were conducted at room temperature with two groups (pure and exposed to cryogenic liquid nitrogen treatment), at two different fiber directions (0 degrees and 45 degrees), and at four different impingement angles (30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees). Subsequently, erosion wear rate values were calculated and erosion rate-impingement angle graphs were produced for each fiber direction to study the effect of the different environments. Scanning electron microscopy images of surface deformation were compared between the different experimental conditions.
Citation - WoS: 3
Citation - Scopus: 3
Failure Mechanisms of Interfacial Coatings (mcraly+8ysz) on High Temperature Solid Particle Erosion
(Springer India, 2024) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
In order to study the influence of the bond coat on the erosion resistance of the thermal barrier coating (TBC), two different bond coats (NiCrAlY and NiCoCrAY) were deposited onto Inconel 718 substrate by using Atmospheric Plasma Spray (APS). After that topcoat Yttria Stabilized Zirconia with the Y2O3 content of 8 weight % (8YSZ) coatings were deposited by APS method onto the bond coats also. Alternative test rig compliant with the ASTM G211-14, was used in experiments. These experiments were performed at three different air temperatures (21 degrees C, 300 degrees C and 600 degrees C), three different erosive particle impact angles (30 degrees, 60 degrees and 90 degrees), constant particle impact velocity (similar to 97 m/s) and particle size (400 mu m Al2O3) after which, the erosion rate-impact angles results were obtained. Scanning electron microscopy (SEM) images, X-ray diffraction (XRD) analysis, Energy dispersive X-ray (EDX) mapping and EDX elemental analysis were conducted to assess the effectiveness of bond coating and ceramic topcoats to reduce wear at high temperatures. The importance of adhesion at the interface between bond coatings and ceramic topcoats was determined. However, erosion resistance generally increased with temperature, and this resistance effect tended to decrease with the presence of Cobalt.
Farklı Bağ Kaplama Uygulamalarının Yüksek Sıcaklık ve Katı Partikül Erozyon Aşınmasına Etkisi
(2022) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
Inconel 718 altlık malzeme üzerine iki farklı bağ kaplama (NiCrAlY ve NiCoCrAlY), Atmosferik Plazma Sprey (APS) ve Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt Püskürtme (HVOF) yöntemleri kullanılarak uygulanmıştır. Enerji dönüşüm santralleri, gaz türbinleri, jet motor kanatları vb. uygulamalarda kullanılan bağ kaplamaların yüksek sıcaklık altında partikül etkisine maruz kalmasının simüle edilmesi amaçlanmıştır. Kaplama işlemi sonunda farklı özelliklere sahip dört numune grubu oluşturulmuştur. Bu numunelerin ortam koşulları ve sıcaklık altında katı partikül erozyon aşınma davranışları incelenmiştir. Deneylerde, yüksek sıcaklık koşullarında katı partikül erozyon aşınma testlerini yapabilen özel olarak tasarlanmış bir test düzeneği kullanılmıştır. Deney test sıcaklığı, 21 °C ve 300 °C tercih edilmiştir. Yüzeye çarpan partiküllerin değişken açılara sahip olabileceği varsayılarak 30°, 60° ve 90° olmak üzere üç farklı aşındırıcı partikül çarpma açısı seçilmiştir. Bu deneysel parametrelere ek olarak ~97 m/s partikül çarpma hızı ve ~400 µm boyutunda alümina (Al2O3) aşındırıcı partiküller kullanılmıştır. Deneyler sonucunda iki farklı yöntemle kaplanan test numunelerinin karşılaştırmalı erozyon oranı grafikleri elde edilmiş ve sonuçları yorumlanmıştır. Ayrıca test numunelerinin gözeneklilik değerleri, sertlik ve yüzey pürüzlülük ölçümlerinin detayları da erozyon direnci sonuçlarına dahil edilmiştir.
Citation - WoS: 6
Citation - Scopus: 6
High Temperature Solid Particle Erosion Comparison of Atmospheric Plasma Sprayed Mcraly Coatings
(IOP PUBLISHING LTD, 2021) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
Two different protective MCrAlY (NiCrAlY and NiCoCrAlY) coatings were obtained using the Atmospheric Plasma Spray (APS) method on the Inconel 718 substrate. It is aimed to inspect the rate of erosion and increase working life in last stage components of gas turbines, turbine blades and vanes. Because of the nature of exhaust, they are exposed the high temperature solid particle erosion. The High Temperature Solid Particle Erosion (HTSPE) test rig, which was specially designed and manufactured in accordance with the internationally accepted standard of ASTM G211-14, was used in the experiments. The experiments were conducted with three different air temperatures (room temperature, 300 degrees C and 600 degrees C), three different erosive particle impact angles (30 degrees, 60 degrees and 90 degrees), constant particle impact velocity (similar to 97 m s(-1)) and particle size (400 mu m Al2O3). SEM images, XRD analysis, EDX mapping and EDX element analysis were used to characterize the coatings. The erosion resistance results were interpreted with respect to the porosity values, hardness and surface roughness measurements of the coatings in details. As a result of the experiments, MCrAlY coatings showed ductile material behaviour compatible with erosion wear, and the cobalt element added to the coating structure contributed positively to increasing erosion resistance.
Citation - Scopus: 2
Solid Particle Erosion Wear Behaviors of Recycled Pa 3200 Gf Powders Produced by Selective Laser Sintering Method in Different Abrasive Environmental Conditions
(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2022) Bağcı, Mehmet; Demirci, Musa; Nesimioglu, Baris Samim
Additive manufacturing methods have been widely used in applications for material preference in our daily lives, especially by enabling the production of complex geometry materials with precise tolerances. The purpose of being preferred in industrial applications is to produce alternative materials thanks to the Selective Laser Sintering (SLS) production system, which offers additive manufacturing. For this reason, in order to adapt the SLS system to the test samples, samples of 25x25x3mm3 were produced from recycled PA 3200 GF powders to form a layer thickness of 100 ?m.As a result of the impact of solid particles (especially aerospace systems, energy conversion plants, jet engines, helicopter rotor blades, etc.) with different properties on the material surface at certain velocity and angles, undesirable deformations occur on the material surface. In addition, this type of wear has a critical importance in the world economy. With this convergence, erosion wear tests were carried out in accordance with the international standard ASTM G76-95, prioritizing that material for the aerospace industry can be exposed to this type of wear thanks to the use of samples produced by additive manufacturing and containing recycling powders.In order to carry out solid particle erosion wear tests, especially for sand and dust effect, for the use of samples produced by SLS method and with a change in printing direction in different environmental conditions, taking into account the particle impact angle of 30°, 60° and 90°, under the influence of abrasive particles with Al2O3, SiO2 and C20 properties and experiments were carried out by modeling the operating conditions of 34 m/s impact velocity. Regardless of the printing direction effect, it was concluded that the highest erosion rate of the test materials in all groups occurred at the impact angle of 30°. Erodent properties also showed a dominant effect on the erosion wear mechanism. Moreover, the tangential and vertical efficiency of the abrasive particle impact have a significant effect on erosion wear. © 2022 IEEE.
Surface Analysis of Erosion Resistance of Recycled Pa 3200 Gf Powders Produced by Selective Laser Sintering
(Springer, 2025) Demirci, Musa; Bagci, Mehmet; Nesimioglu, Baris Samim
This paper evaluates solid particle erosion (SPE) performance of samples produced via selective laser sintering (SLS) using fully recycled PA 3200 GF material, following ASTM G76-95 standards. For this purpose, six samples (30*30*3 mm3) were printed at 0 degrees, 45 degrees, and 90 degrees in x-y and x-z planes with a 100-mu m layer thickness. SPE tests examined erosion at distinct impact angles (30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 90 degrees) and pressures (1, 2, 3 bars). Results showed higher particle velocities reduced erosion resistance, where 45 degrees x-y plane samples demonstrated superior resistance (erosion rates: 0.050, 0.100, 0.220 mg/g under 1, 2, 3 bars, respectively). The 30 degrees impact angle caused maximum erosion, while 90 degrees had the least. Samples positioned horizontally in the x-y plane were most sensitive to impact angles, with 10% higher erosion sensitivity than others. The study highlights how printing direction significantly affects SPE performance in SLS.
Termal Bariyer Kaplamaların Yüksek Sıcaklıkta Katı Partikül Erozyon Aşınma Davranışının İncelenmesi
(Konya Teknik Üniversitesi, 2020) Demirci, Musa; Bağcı, Mehmet
Bu tez çalışmasında, günümüzde enerji dönüşüm santralleri, uzay havacılık sistemleri, jet motorları ve gaz türbinleri gibi sistemlerde kullanılan yüksek sıcaklık çalışma koşullarına sahip malzemeler üzerine dayanım artışı ve ısı yalıtımı amacı ile uygulanan Termal Bariyer Kaplamaların (TBK), Yüksek Sıcaklık Katı Partikül Erozyon (YSKPE) aşınma davranışları incelenmiştir. Deneylerde, ortam değişkenliği etkinliğindeki çalışma sıcaklıkları ve farklı aşındırıcı partikül çarpma açıları ile sabit çarpma hızı ve aşındırıcı partikül boyutu kullanılarak erozyon aşınmasına etki eden güncel ve kapsamlı parametreler araştırılmıştır. Erozyon aşınma deneylerinin karşılaştırmalı etkilerini gözlemlemek amacıyla oda sıcaklığında (21°C) ve yüksek sıcaklıklardaki (300°C ve 600°C) erozyon direnci üzerine çalışmalara odaklanılmış olup özellikle yüksek sıcaklık etkisinde erozyon aşınmasının belirlenmesi üzerine bugüne kadar ülkemizde yapılan çalışmalardan farklı bir özgünlüğü ortaya koymuştur. Yüksek sıcaklık şartlarına uyumlu erozyon aşınma deneylerinin yapılabilmesi amacıyla kompresör girişindeki havanın ısıtılıp basınçlandırılması sonrasında aşındırıcı partikül ile birleştirilerek deney numune yüzeyine çarptırıldığı ve ülkemizde bugüne kadar uygulaması bulunmayan ASTM G211 uluslararası kabul görmüş standart test metoduna uygun olarak özel tasarlanmış YSKPE test cihazında aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerin yapımı esnasında ihtiyaç duyulan ve erozyon aşınmasını ölçmede temel bileşen olan aşındırıcı partikül çarpma hızı, literatürde var olan ve deneysel olarak belirlenen çift disk metoduna uyumlu olacak şekilde yeni bir partikül çarpma hız ölçme düzeneği ortaya konularak ~97 m/s değerinde aşındırıcı partikül çarpma hızı belirlenmiştir. Deneylerde yüksek dayanıma sahip süper alaşım Inconel 718 altlık malzemesi seçilmiş olup bu malzeme yüzeyine Atmosferik Plazma Sprey (APS) yöntemi uygulanarak elde edilen iki farklı bağ kaplaması (NiCrAlY ve NiCoCrAlY) ile bu iki bağ kaplaması üzerine ayrı ayrı uygulanan ZrO2–8Y2O3 (8YSZ) özelliğe sahip seramik üst kaplamalar sonucunda dört farklı deney numunesi ürettirilmiştir. Elde edilen deney numune gruplarının mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla sertlik, yüzey pürüzlülüğü ve gözeneklilik ölçümleri yapılmıştır. Ölçülen değerlerin ortalaması ve standart sapması alınarak deney numune gruplarının istatiksel olarak anlamlı bir fark oluşturup oluşturmadığını belirlemek amacıyla t testi kıyaslamaları gerçekleştirilmiştir. Bu numuneler daha sonra üç farklı çarpma açısı (30° ,60° ve 90°), üç farklı sıcaklık değeri (21°C, 300°C ve 600°C) ile 400 µm Alümina (Al2O3) aşındırıcı partikül etkisinde ve ~97 m/s sabit çarpma hızında YSKPE deneylerine tabi tutulmuştur. Deneysel sonuçlara bağlı olarak sıcaklık, çarpma açısı, aşındırıcı boyutu ve çarpma hızı etkisindeki erozyon oranı grafikleri oluşturularak deney numunelerine ait yüzey deformasyonlarının SEM görüntüleri alınmış ve yüzey deformasyonları yorumlanmıştır. Ayrıca APS yöntemi ile kaplama işlemi uygulanan deney numunelerinin EDX ve EDX haritalama ile yüzeylerinden görüntü alınarak numunelerdeki elemental homojenlik durumları ispatlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, sadece bağ kaplanmış numunelerin erozyon aşınmasıyla uyumlu sünek malzeme davranışı gösterdiği ve en fazla erozyon aşınmasını 30° aşındırıcı partikül çarpma açısında gerçekleştirdiği belirlenirken seramik üst kaplama uygulanmış numuneler ise erozyon aşınmasıyla uyumlu gevrek malzeme davranışı göstererek en fazla erozyon aşınmasının 90° aşındırıcı partikül çarpma açısında gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu durum göstermiştir ki çarpma açısındaki farklılığa bağlı olarak numunelerdeki erozyon oranı kıyaslamaları yapıldığında termal bariyer etkinliğinin sonucunda 600°C sıcaklıktaki deneylerde erozyon aşınmasına direnç artış eğiliminde olmuştur. Bağ kaplanmış numunelerde yapıya dahil edilen Kobalt (Co) etkisi erozyon direncini artırmada olumlu yönde katkı sağlarken, seramik üst kaplamalarda ise deney numune yapısındaki artan gözeneklilik ile erozyon oranı değerlerinde artış olduğu sonucuna varılmıştır.