Production of Ti-6Al-4V alloy by 3D electron beam melting technique and development of its post treatments
Ti-6Al-4V alaşımının 3 boyutlu elektron demeti ergitme yöntemiyle üretilmesi ve ikincil işlemlerin geliştirilmesi
- Tez No: 595719
- Danışmanlar: PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU, DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- 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: 140
Özet
Bu tezde, elektron demeti ergitme (EDE) yönteminde üretim değişkenlerinin ve ikincil işlemlerin Ti-6Al-4V alaşımının malzeme ve mekanik özelliklerine etkisi içyapı değişimleri gözetilerek incelenmiştir. Ti-alaşım numuneleri üretim tablasına göre 0o, 45o and 90o açılarda üretilmiştir. Yüzey pürüzlülüğünü azaltmak için alaşımlara HF çözeltisi ile yüzey parlatma işlemi uygulanmıştır. Diğer yandan, sertlik ve çekme dayancı gibi mekanik özellikleri geliştirmek ve yorulma ömrünü arttırmak için 2-basamaklı termo-hidrojenleme prosesi (THP) ile tavlama işlemi ikincil ısıl işlem olarak uygulanmıştır. Farklı açılarda üretimin doku oluşumuna bir etkisi olmamış ve tüm numunelerde α fazı dokulanması üretim yönüne paralel olan (101 ̅0) düzleminde yoğunlaşmıştır. 0o'lik açı ile üretilen numunelerde, muhtemelen üretim sırasında yüksek ısı girdisi nedeniyle en kaba içyapı ve en düşük sertlik değerleri bulunmasına karşın numunelerin yüksek yoğunluğa ve düşük yüzey pürüzlülüğüne sahip oldukları görülmüştür. Bu yüzden, numuneler standartlarla karşılaştırabilecek çekme dayancı ve süneklik değerleri göstermişlerdir. Ayrıca, 0o açı ile üretilen numunelerin düşük yüzey pürüzlülüğüne ve hata miktarına sahip olmaları nedeniyle numunelerin yorulma ömrü artmıştır. THP işlemi numunelerde dokulanma yapısını değiştirerek içyapıyı inceltmiş ve sertliği arttırmıştır. Çekme dayancı artmasına rağmen muhtemel oksitlenme yüzünden süneklik aynı numunelerde düşmüştür. Tavlama ise içyapıyı kabalaştırmış ve mekanik özellikleri kötüleştirmiştir. Diğer yandan, yüksek yüzey pürüzlülüğünün baskın etkisi yüzünden ikincil ısıl işlemlerin yorulma ömrü üzerinde bir etkisi olmamıştır. Yüzey pürüzlülüğü yüzey parlatma işlemi ile azalmasına rağmen, yorulma ömrü numunelerde çözünen hidrojen nedeniyle düşmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of production variables in electron beam melting (EBM) and post-processing on the materials' and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy were investigated by considering the microstructural change. Ti-alloy samples were produced at 0o, 45o and 90o with respect to building plate. Surface polishing with HF solution was applied to reduce the surface roughness. On the other hand, post-heat treatments, namely, 2-step thermo-hydrogen processing (THP) and annealing, were conducted to improve the mechanical properties, i.e. hardness and tensile strength, and to increase fatigue life. Production at different angles had no influence on texture formation such that in all samples the texture of α-phase was commonly concentrated in (101 ̅0) plane, which was parallel to building direction. The samples produced at 0o had the coarsest and lowest microstructure and hardness value, respectively, possibly due to higher heat input during production; however, they possessed comparatively higher density and lower surface roughness. Therefore, the samples displayed high tensile strength and ductility comparable to standards. Likewise, fatigue life improved by production at 0o due to lower surface roughness and defects. THP refined the microstructure and slightly increased the hardness by altering the texture. Although tensile strength increased, ductility reduced possibly due to oxidation. Annealing coarsened the microstructure and degraded the mechanical properties. On the other hand, both post heat treatment processes did not influence the fatigue life due to predominant effect of high surface roughness. Despite the reduced surface roughness by surface polishing, fatigue life decreased because of dissolved hydrogen in samples.
Benzer Tezler
- Developing surface treatment processes by drag finishing for parts produced from Ti-6Al-4V alloy powders by electron beam melting
Ti-6Al-4V Alaşım Tozlarından Elektron Işını İle Ergitme Yöntemi Kullanılarak Üretilen Parçalar İçin Sürüklemeli Yüzey İşlem Süreçleri Geliştirme
KÜBRA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Microstructure and Mechanical Properties of Additive Manufacturing Titanium Alloys After Thermal Processing
Eklemeli İmalat Yöntemi ile Üretilen Titanyum Alaşımların Isıl İşlem Sonrası Mikroyapısı ve Mekanik Özellikleri
AHMET ALPTUĞ TANRIKULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiPortland State UniversityMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAE-KYU LEE
- Distortion modeling and Machining of aerospace materials
Biçim bozulmalarının modellenmesi ve havacılık malzemelerinin işlenmesi
ABBAS HUSSAIN
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Ti6Al4V alaşımının eklemeli imalat yöntemiyle üretiminde işlem parametreleri değişiminin tribolojik özelliklere etkisi
The effect of change of process parameters on tribological properties in the manufacturing of Ti6Al4V alloy by additive manufacturing method
SEMİH YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiYüzey İşlem ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AYDIN