Geri Dön

The effects of different beta stabilizers on the mechanical and thermal properties of titanium alloys

Farklı beta stabilizatörlerinin titanyum alaşımlarının mekanik ve ısıl özellikleri üzerindeki etkileri

PDF İndir

  1. Tez No: 1000428
  2. Yazar: HANİFİ ERAY KORKMAZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. METEHAN ERDOĞAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmanın amacı, geleneksel Ti-6Al-4V alaşımına alternatif olarak geliştirilen ve vanadyumun eşdeğer kütle oranı temelinde β-stabilize edici elementler olan Fe, Mo, Nb ve Ta ile kademeli olarak ikame edildiği bir dizi titanyum alaşımını sistematik olarak incelemektir. Araştırma, Ti-6Al-(x)V-(y)Mo, Ti-6Al-(x)V-(y)Nb, Ti-6Al-(x)V- (y)Fe ve Ti-6Al-(x)V-(y)Ta olmak üzere dört alaşım sistemini kapsamaktadır. Bu çalışmada, Ti-6Al bazlı alaşımlarda farklı β-stabilize edici elementlerin (V, Fe, Ta, Nb ve Mo) rolleri, birleştirilmiş hesaplamalı ve deneysel bir metodoloji ile araştırılmıştır. β-transus sıcaklıkları, denge faz kararlılığı ve katılaşma davranışı gibi kilit termodinamik parametreleri tahmin etmek ve bunların standart bir ısıl işlem protokolü altında elde edilen deneysel verilerle korelasyonunu incelemek için CALPHAD metodolojisi kullanılmıştır. Referans Ti-6Al-4V alaşımına kıyasla, mikroyapısal evrim, faz dağılımı, mekanik tepki (çekme mukavemeti ve sertlik) ve difüzivite, iletkenlik ve özgül ısı kapasitesi dahil olmak üzere sıcaklıkla değişen ısıl özelliklere odaklanan kapsamlı bir karşılaştırmalı değerlendirme gerçekleştirilmiştir. CALPHAD tahminleri, ölçülen β-transus sıcaklıkları ile yakın uyum sağlamış ve farklı çözünen dağılım davranışlarını ortaya koymuştur. Mikroyapısal gözlemler, Fe ve Ta'nın şiddetli segregasyon sergilediği, Nb'nin homojen dağılım gösterdiği ve Mo'nun martenzitik α′ oluşumunu teşvik ettiği bu tahminleri doğrulamıştır. Mekanik özellikler, bu yapısal ve termodinamik özellikleri doğrudan yansıtmıştır. Fe, Mo ve Ta genellikle mukavemeti ve sertliği artırmıştır. Ancak sünekliği azaltırken, Nb, Ti-6Al-4V ile karşılaştırılabilir dengeli bir özellik profili sağlamıştır. Bu entegre hesaplamalı ve deneysel çerçeve aracılığıyla çalışma, her bir β-stabilize edici elementin faz oluşumu, mikroyapısal gelişim ve sonuçta ortaya çıkan mekanik ve ısıl performans üzerindeki belirgin etkisini aydınlatmaktadır.

Özet (Çeviri)

The objective of this study is to systematically investigate a series of titanium alloys developed as potential alternatives to the conventional Ti-6Al-4V alloy, in which vanadium is progressively substituted, on an equivalent mass fraction basis, by the β- stabilizing elements Fe, Mo, Nb, and Ta. The research encompasses four alloy systems Ti-6Al-(x)V-(y)Mo, Ti-6Al-(x)V-(y)Nb, Ti-6Al-(x)V-(y)Fe, and Ti-6Al-(x)V-(y)Ta. In this work, the roles of different β-stabilizing elements V, Fe, Ta, Nb, and Mo in Ti- 6Al-based alloys were investigated through a combined computational and experimental methodology. The CALPHAD methodology was employed to predict key thermodynamic parameters (such as β-transus temperatures, equilibrium phase stability, and solidification behavior) and to examine their correlation with experimentally obtained data generated under a unified heat treatment protocol. A detailed comparative assessment was performed with respect to the reference Ti-6Al- 4V alloy, focusing on microstructural evolution, phase distribution, mechanical response and temperature-dependent thermal properties. CALPHAD predictions closely matched the measured β-transus temperatures, revealing distinct solute partitioning. Microstructural observations confirmed these predictions, with Fe and Ta exhibiting severe segregation, Nb showing uniform distribution, and Mo promoting martensitic α′ formation. Mechanical properties directly reflected these structural and thermodynamic features. Fe, Mo, and Ta generally increased strength and hardness but reduced ductility, while Nb provided a balanced property profile comparable to Ti-6Al-4V. Through this integrated computational and experimental framework, the study explains the distinct influence of each β-stabilizing element on phase formation, microstructural development, and the resulting mechanical and thermal performance.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    965805

    Additive manufacturing of inherently porous polymers: Polymerized high internal phase emulsion (polyHIPE) structures via vat photopolymerization

    Doğal olarak gözenekli polimerlerin eklemeli imalatı: Tekne fotopolimerizasyonu yoluyla polimerize edilmiş yüksek iç fazlı emülsiyon (polyHIPE) yapılar

    NİHAN ŞENGÖKMEN ÖZSÖZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiThe Unıversıty Of Sheffıeld

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FREDERİK CLAEYSSENS

  2. Tez No

    953788

    The effect of twist distribution on rotor performance and its applications on rotor blades

    Burulma açısının rotor performansı üzerindeki etkisi ve rotor kanatlarında burulma açısı değişimi uygulama yöntemleri

    TACETTİN SANCAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR

  3. Tez No

    406103

    Hızlandırılmış oksidasyon aşamasının poliakrilonitril (PAN) esaslı karbon lif üretimi sırasında değerlendirilmesi ve etkilerinin araştırılması

    The assessment and the investigation of the effects of accelerated oxidation stage during the production of PAN-based carbon fibers

    AHMET KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KARACAN

  4. Tez No

    698991

    Yeni tip bizmut tabanlı kompozit elektroseramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of new type of bismuth based composite electroceramics

    ŞENEL ÇOBANER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR YILMAZ

  5. Tez No

    363505

    Activated carbon nano-fiber from polymers

    Polimerlerden aktif karbon nano-fiber oluşturma

    SAHAND FARAJİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET FERHAT YARDIM

Geri Dön