Atık Ti6Al4V alaşımı talaşların doğrudan vakum ark ergitme ile geri dönüşümü
Recycling of waste Ti6Al4V alloy chips by direct vacuum arc remelting
- Tez No: 796221
- Danışmanlar: DOÇ. DR. VOLKAN KILIÇLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 57
Özet
Bu çalışmada, vakum ark ergitme (VAE) yöntemiyle Ti6Al4V alaşımı atık talaşlar kullanılarak geri dönüştürülen alaşımın mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca karşılaştırma amacıyla sıcak haddelenmiş haldeki orijinal Ti6Al4V alaşımı da incelenmiştir. Atık talaşlar, VAE öncesi talaşlı imalat kalıntılarını gidermek için hekzan ve aseton ile yıkanarak fırında kurutulmuştur. Kurutulan talaşlar VAE cihazının haznesine uygun şekilde preslenmiştir. Preslenmiş talaşlar 400A, 20V ve 10-2 mbar vakum altında tungsten elektrot kullanılarak ergitilmiştir. Mikroyapı karakterizasyonu optik mikroskop (OM), tarama elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDX), elektron geri saçılım kırınımı (EBSD) ve X-ışınları kırınımı (XRD) analizi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çekme ve sertlik testleriyle de mekanik özellikleri belirlenmiştir. VAE ile geri dönüştürülen Ti6Al4V alaşımının mikroyapısının hızlı katılaşma nedeniyle asiküler (iğnemsi) yapıdan oluştuğu gözlenmiştir. Asiküler yapıların vanadyumca zengin 𝛽 fazı olduğu tanımlanmıştır. Sıcak haddeleme sonrası Ti6Al4V alaşımının mikroyapısıyla uyumlu kaba morfolojide α ve 𝛽 mikroyapısı gözlenmiştir. XRD desenlerine göre VAE ile üretilmiş Ti6Al4V alaşımı ile sıcak haddelenmiş alaşımın benzer fazlara sahip olduğu belirlenmiştir. Ti6Al4V alaşımı talaşlardan vakum ark ergitme ile geri dönüştürülen ve sıcak haddelenmiş numunede orijinal alaşıma benzer fazlar ancak farklı tane yapıları ve dağılımları tespit edilmiştir. VAE sonrası sıcak haddeleme ile geri dönüştürülen Ti6Al4V alaşımı, orijinal Ti6Al4V alaşıma göre benzer akma çekme dayanımı ancak çok düşük toplam uzama sergilemiştir. Çok düşük toplam uzama mikroyapıdaki uzamış α ve asiküler α içeren 𝛽 fazlarının kaba dağılıma sahip olmasına bağlanmıştır. Orijinal Ti6Al4V alaşımının çekme testi sonrası kırık yüzeylerinde mikro çukurcuklu sünek bir kırılma gözlenirken, VAE sonrası sıcak haddelenmiş Ti6Al4V alaşımı numunelerde sıcak haddeleme sonrası havada soğutma sonrası kaba α ve 𝛽 tane yapısı nedeniyle gevrek kırılma yüzeyi gözlenmiştir. Kaba formdaki uzamış α ve asiküler α içeren 𝛽 tanelerinin gevrek kırılmaya neden olduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, microstructure and mechanical properties of the recycled alloy produced by using vacuum arc remelting (VAR) method from waste chips of Ti6Al4V alloy was investigated. Also, hot rolled original Ti6Al4V alloy has been examined to the comparison. The waste chips were washed with hexane and acetone to remove machining residues before VAR and dried in the oven. Then, the dried chips were compressed for a suitable size for the VAR chamber. Chip compacts are vacuum arc melted under 10-2 mbar and 400A, 20V by using a tungsten electrode. Microstructural characterization was performed by using an optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), electron backscatter diffraction (EBSD) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Mechanical properties were determined by tensile and hardness tests. The microstructures of Ti6Al4V alloy which is produced by VAR consists of acicular structures due to the rapid solidification. It has been defined that the acicular structures are the 𝛽 phase that rich in vanadium. After hot rolling, α and 𝛽 microstructures were observed in rough morphology compatible with the microstructure of Ti6Al4V. It was determined that Ti6Al4V alloy produced with VAR and rolled condition had similar phases according to XRD patterns. Similar phases to the hot rolled original alloy but different grain structures and distributions were detected in the rolled sample, which was recycled from Ti6Al4V alloy chips by vacuum arc melting and then rolled. The recycled Ti6Al4V alloy by hot rolling after VAR exhibited similar yield and ultimate tensile strength, but very low total elongation compared to the original Ti6Al4V alloy. Very low total elongation were attributed to the coarse distribution of the elongated α and acicular α consisted 𝛽 phases in the microstructure. While a micro dimples ductile fracture was observed on the fracture surfaces of the original Ti6Al4V alloy after the tensile test, brittle fracture surface was observed in the hot rolled Ti6Al4V alloy samples after VAR due to the coarse α and 𝛽 grain structure after cooling in air after hot rolling. Coarse elongated α and acicular α consisted 𝛽 grains are thought to cause brittle fracture.
Benzer Tezler
- Elektron demeti ergitme ve sıcak haddeleme ile üretilen Ti6Al4V alaşımlarının kutu aluminyumlama sonrası oksidasyon ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of oxidation and wear behaviour of electron beam melted and conventionally fabricated ti6al4v alloys after pack aluminizing
ÜLKÜ ELMALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Influence of heat treatment parameters on the tribological performance of Ti6Al4V components produced by laser powder bed fusion
Lazer toz yatak füzyonu ile üretilen Ti6Al4V bileşenlerinin tribolojik performansına ısıl işlem parametrelerinin etkisi
TANKUT TAŞDELEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÖNLER
- Yeni bir elektrokimyasal işleme tezgahında çalışma parametrelerinin titanyum alaşımları için eniyilemesi
Optimization of the operating parameters in a novel electrochemical machining device for titanium alloys
NAZLI HANLIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİS ÖNEL
- Medikal Atıklardan TiO2 Üretimi, Modifikasyonu ve Uygulama Alanlarının Belirlenmesi
Production of tio2 from medical waste scraps, modification and determining of application fields
JALE ACER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YASEMEN KALPAKLI
- Biyomimetik perspektifle işlevselleştirilmiş biyoseramik kaplı Ti6Al4V alaşımının aşınma ve biyokorozyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of wear and biocorrosion properties of bioceramic coated Ti6Al4V alloy functionalized with biomimetic perspective
BURAK ATİK
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF BURAK BOZKURT