Production and characterization of porous titanium and Ti-6Al-4V alloy
Gözenekli titanyum ve Ti-6Al-4V alaşımının üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 181015
- Danışmanlar: PROF.DR. ŞAKİR BOR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gözenekli Ti, Ti-6Al-4V, Karbamit, Boşluk yapıcı, Ti köpük, Porous Ti, Ti-6Al-4V, Carbamide, Space holder, Ti foam
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
ÖZGÖZENEKLİ TİTANYUM VE Ti-6Al-4V ALAŞIMININÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONUKotan, GüherYüksek Lisans, Metalurji ve Malzeme MühendisliğiTez Yöneticisi: Prof. Dr. Şakir BorEylül 2006, 117 sayfaBu çalışmada yüksek miktarda gözenekli Ti ve Ti6Al4V alaşım köpükleri üretiminde üçaşamadan oluşan bir toz metalurji tekniği kullanılmıştır: metal tozu ve boşluk yapıcımalzemenin (karbamit) karıştırılması ve sıkıştırılması, uygun bir ısıl işlemle karbamitinatılması ve kalan metalin sinterlenmesi.Bu aşamalardaki üretim parametreleri aşağıdaki şekilde optimize edilmiştir. Üretimin ilkaşamasında başlangıç boyutları 0,6-1,5 mm arasında değişen karbamit parçacıkları tozboyutları Ti için 45 mikrometre ve Ti6Al4V 78 mikrometre altında olan metal tozlarıyla iyicekaplanmakta ve Ti için ~350 MPa ve alaşım için ~450 MPa tek eksenli basınç altındasıkıştırılmaktadır. Ikinci aşamada numuneler once 6 saatte ısıtılarak 190C'de 6 saat veardından oda sıcaklığından 30 dakikada ısıtılarak 450C'de 2 saat ısıl işlem görmektedirler.Üçüncü aşamada ise karbamitten arındırılmış Ti ve Ti6Al4V numuneleri sırasıyla 1050C ve1080C'de sinterlenmektedirler.Daha sonra, sinterlenen numunelerde gözenek boyut ve şekil dağılımının belirlenmesi içinSEM fotoğraflarının görüntü analizi; akma mukavemeti ve elastik modülünün belirlenmesiiçin ise basma testleri yapılmıştır.Optimum üretim parametreleri ve çeşitli boyutlarda küresel karbamit parçacıkları kullanılarak%55-75 gözeneklilik, 270 mikromete, 400 mikrometre ve 680 mikrometre ortalama gözenekboyutu ve 0,647-0,651 arası küreselliğe sahip Ti ve Ti alaşımı köpükler üretilmiştir. Küreselolmayan karbamit parçacıkları kullanıldığında ise 270 mikrometre ortalama gözenek boyutuve 0.596 küresellik elde edilmiştir.Akma dayancı ve elastik modülün, beklendiği gibi, gözeneklilik ile eksponansiyel olarakazaldığı ancak bu değerlerin teorik değerlerden düşük olduğu görülmüştür bu durumungözenek duvarlarının yoğunlaşmasının düşük olması sonucu kalan mikro-gözenekliliktenkaynaklandığı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACTPRODUCTION AND CHARACTERIZATIONOFPOROUS TITANIUM AND Ti-6Al-4V ALLOYKotan, GüherM.S., Department of Metallurgical and Materials EngineeringSupervisor : Prof. Dr. Şakir BorSeptember 2006, 117 pagesIn the present study powder metallurgy technique was used in the production of high porosityTi and Ti-6Al-4V alloy foams. The process consisted of three stages: mixing and compactionof the metal powder with a space holder material (carbamide), the removal of carbamide by aproper heat treatment, and then sintering the remaining metal.The process parameters of these stages are optimized as follows. In the first stage of theprocess, carbamide particles of 0.6 mm to 1.5 mm sizes are covered by metal powders ofparticle size less than 45 micrometer for Ti and 78 micrometer for Ti-6Al-4V and compactedby uniaxial pressing under ~350 MPa for Ti and ~450 MPa for the alloy. In the second stage,the compacts were heat treated for 6 hrs at ~190oC and 2 hrs at ~450C, heat-up times being 6hrs and 30 min, respectively. In the third stage, carbamide-free Ti and Ti-6Al-4V compactswere sintered at 1050C and 1080C, respectively.The sintered samples are then investigated by image analysis of SEM photographs for thepore size and pore shape distributions and by compression tests for the yield strength andelastic modulus measurements.By use of optimized production parameters, 55-75% porous Ti and Ti-6Al-4V alloy foamswith mean pore sizes of 270 micrometer, 400 micrometer and 680 micrometer and meansphericity of 0.647-0.651 were produced using spherical carbamide particles of differentsizes. On the other hand, using irregular shaped carbamides yielded a mean pore size of270micrometer and 0.596 of sphericity for pure Ti.As expected, compressive yield strength and elastic modulus were found to decreaseexponentially with increasing porosity; however, they were lower than the theoretical valuesdue to micro-porous pore walls resulting from insufficient densification compared to bulkpore walls assumed in the theories.
Benzer Tezler
- Production and characterization of porous titanium alloys
Gözenekli titanyum alaşımlarının üretimi ve karakterizasyonu
ZİYA ESEN
Doktora
İngilizce
2007
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BOR
- Eklemeli imalat yöntemi ile Tİ6AL4V alaşımından trabeküler omurlararası füzyon kafesi tasarımı, üretimi ve biyomekanik karakterizasyonu
Design, production and biomechanical characterization of trabecular intervertical fusion cage from TI6AL4V alloy by additive manufacturing
MERVE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEYFİK DEMİR
- Hidrasyon/dehidrasyon (HDH) yöntemiyle geri dönüştürülen Ti6Al4V talaşından titanyum esaslı kaplama üretimi
Producing of titanium based coating from recycled Ti6Al4V turnings by hydrogenation/dehydrogenation (HDH) technique
DİLARA ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Kaplanmış gözenekli Tİ6A14V implantların lazer metal toz ergitme (LAM) teknolojisi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of coated porous Tİ6A14V implants by laser powder bed fusion (L-BPF) technology
FATMA NUR DEPBOYLU
Doktora
Türkçe
2023
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA KORKUSUZ
DR. EVREN YASA
- Mikro gözenekli titanyum parçaların toz enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of injection molded mikro porous titanium parts via space holder techniques
GÜLŞAH ENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Teknik EğitimMarmara ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAMİT ÖZKAN GÜLSOY