Optimization of the mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy produced by three dimensional additive manufacturing using termochemical processes
Üç boyutlu katmanlı imalat yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımının mekanik özelliklerinin termokimyasal yöntemler kullanılarak optimizasyonu
- Tez No: 463581
- Danışmanlar: PROF. DR. CANER DURUCAN, DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Metalurji Mühendisliği, Science and Technology, Defense and Defense Technologies, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Metal malzemeler, Metal materials
- Yıl: 2017
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Seçmeli lazer ergitme (SLE), havacılık ve biyomedikal sektörlerinde kullanılan karmaşık yapılı Ti-6Al-4V parçaların tek bir basamakta zaman, hurda ve maliyeti azaltarak üretimlerinin yapılmasını sağlayan katmanlı imalat (Kİ) yöntemlerinden bir tanesidir. Ancak, SLE ile üretilen parçaların mikroyapıları döküm ile üretilen parçaların mikroyapılarına benzer olduğu ve lazer ergitmesi sırasında kalıntı gerilmeler açığa çıktığı için bu parçaların süneklikleri düşüktür. Bu çalışmada, SLE ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımlara sünekliği arttırmak ve mikroyapıyı iyileştirmek için termo-mekanik işlemlerin aksine parçaların son şekilini bozmayarak termo-hidrojen işlemi (THİ) uygulanmıştır. Geleneksel olarak uygulanan 4-basamaklı THİ'de, iyileştirilmiş mikroyapıya rağmen β çözündürme ve ötektoid ayrışma işlemleri sırasında tane sınırlarında α fazı birikmesi sebebiyle mekanik özellikler düşmüştür. Buna ek olarak, β-tanelerinin β-çözündürme işlemi sırasında aşırı büyümesi 4-basamaklı THİ'nin bir başka dezavantajı olarak buulunmuştur. Diğer taraftan, α/β geçiş sıcaklığının altında gerçekleştirilen 2-basamaklı yeniden düzenlenmiş THİ'nin mukavemeti azaltmadan sünekliği arttırdığı keşfedilmiştir. 4- ve 2-basamakla THİ'ye tabi tutulan numunlerde benzer mikroyapı açığa çıkmasına rağmen 2-basamaklı THİ sonucunda numunelerde tane büyümesi ve tane sınırlarında α fazı birikmesi meydana gelmemiştir. Alaşımın hidrojen emmesi başlangıç mikroyapısı ile önemli oranda değişmediği halde son özelliklerinin başlangıç mikroyapısına bağlı olduğu bulunmuştur. THİ, α'-martenziti ince yapılı α ve β fazlarına dönüştürerek sünekliği önemli oranda arttırırken yapraksı α + β yapısının sünekliliği ve fazları üzerine önemli etkide bulunmayarak süreksiz yapının elde edilmesine sebep olmuştur.
Özet (Çeviri)
Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing (AM) technology used for aerospace and biomedical Ti-6Al-4V alloys to produce parts with complex geometry at one step with reduced production time, scrap and cost. However, parts produced by SLM are lack of ductility due to microstructures similar to those cast products and residual stresses generated during laser processing. In this study, Ti-6Al-4V alloys produced by SLM were treated by thermo-hydrogen process (THP) to increase ductility and to refine the microstructure without changing the parts' final geometry as opposed to thermo-mechanical processes. It has been observed that conventional 4-step THP decrease alloy's mechanical properties despite refined microstructure because of grain boundary α-phase formation during β-solutionizing and eutectoid decomposition steps. Additionally, excessive growth of β-grains occurred during β-solutionizing was another drawback of the 4-step process. On the other hand, modified 2-step THP, which was conducted below α/β transition temperature, was found to increase the alloy's ductility without degrading its strength. Although similar microstructures were developed in samples treated by 2- and 4-step THP, grain growth and grain boundary α- phase formation was not encountered in samples treated by 2-step THP. Even though hydrogen absorption of the alloy has not been changed considerably, initial microstructure of the alloy was found to be effective on final properties. THP transformed α'-martensite to fine α and β phases by significant increase in ductility, while it did not alter the type of phases and ductility too much in samples containing lamellar α+β microstructure; however, a discontinuous morphology was obtained.
Benzer Tezler
- Mechanical properties of powder metallurgy Ti-6Al-4V alloy manufactured with hot isostatic pressing
Sıcak izostatik pres ile üretilen toz metalurjisi Ti-6Al-4V alaşımının mekanik özellikleri
MOHAMED ABDULLA ELFGHI
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MUSTAFA GÜNAY
- Optimization of process parameters of Ti-6Al-4V alloy produced by laser powder bed fusion using stochastic search methods
Lazer toz yataklı füzyon yöntemiyle üretilen Ti-6Al-4V alaşımının süreç parametrelerinin stokastik arama yöntemleri kullanılarak optimizasyonu
MEHMET AKTUNALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SEÇİL ARTEM
- Eklemeli imalatla üretilen parçanın ikincil işlemleri, topoloji optimizasyonu ve incelenmesi
Secondary operations, topology optimization and inspection of the part produced by additive manufacturing
ALİ YAĞIZ ÖZYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT IŞIK
- Ti6Al7Nb alaşımının minimum miktarda yağlama ve ultrasonik titreşim destekli hibrit sürdürülebilir ortogonal tornalanmasının araştırılması
Investigation of minimum quantity lubrication and ultrasonic vibration assisted hybrid sustainable orthogonal turning of Ti6Al7Nb alloy
ERKİN DUMAN
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER UYSAL
- Geometrik tasarım farklılıklarına sahip kalça implantlarının tasarımı ve performanslarının incelenmesi
Design and performance investigation of hip implants with geometric design differences
NEFİSE KAYRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiMalatya Turgut Özal ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDAN AKSOĞAN KORKMAZ