Investigation of effects of heat treatment and hot isostatic pressing on micro-drilling of additively manufactured Ti6Al4V alloy
Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen Ti6Al4V alaşımının mikro-delme işlemi üzerine ısıl işlem ve sıcak izostatik preslemenin etkilerinin araştırılması
- Tez No: 835661
- Danışmanlar: PROF. DR. ADEM ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine ve İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Katmanlı imalat (AM), tıp, havacılık ve otomotiv gibi kritik sektörlerde sunduğu sınırsız ürün tasarımı olanaklarıyla yenilikçi ve gelecek vadeden bir yöntemdir. Ancak, AM yöntemiyle üretilen parçaların malzeme özellikleri ve parça kalitesi bu sektörlerin gereksinimlerini karşılaması bir zorunluluktur. Bundan dolayı, son işlem uygulamalarının (ısıl işlem (HT) ve sıcak isostatik presleme (HIP)) AMed parçalarının malzeme özellikleri ve işlenebilirlik karakteristikleri üzerine etkilerinin araştırılması hem akademi hem de sanayi için kritik konulardan birisidir. Bu çalışma, HT ve HIP uygulanmış LPBF ve dövme Ti6Al4V alaşımlarının konvansiyonel ve gagalama ile delme stratejileri kullanılarak kuru ve minimum miktarda yağlama (MQL) kesme şartları altında mikro-delinebilirliğini incelemektedir. Mikro delme testleri, 0,7 mm çapında kaplamasız WC-Co mikro matkaplar kullanılarak iki farklı iş mili hızında (5000 ve 10000 dev/dak) ve bir diş başına ilerleme (4 μm/diş) değerinde gerçekleştirilmiştir. Mikro-delinebilirlik testleri kapsamında, itme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü, çapak oluşumu, takım aşınması ve delik duvarlarının yüzey altı mikroyapısı ve mikrosertliği gibi bazı kritik performans ölçütleri incelenmiştir. Deney sonuçları, HT LPBF ve HIP LPBF alaşımlarının farklı mikroyapısal, fiziksel ve mekanik özellikleri nedeniyle dövme numunelerinden farklı işlenebilirlik özellikleri sergilediğini göstermiştir. Bu kapsamda, dövme numune mikroyapısında düşük miktarda β fazı içerirken, HIP LPBF numunede daha yüksek β fazı içermektedir buna bağlı olarak daha yüksek sertlik değeri elde edilmiştir. HIP LPBF numune yüksek sertliğinden dolayı daha yüksek eksenel kuvvet değerleri üretmiştir. En düşük pürüzlülük değeri, düşük kesme kuvvetlerinden dolayı dövme numunenin mikro delinmesinden sonra ölçülmüştür. Dövme ve HIP LPBF numuneleri kuvvet sonuçlarına uygun olacak şekilde sırasıyla en düşük ve en yüksek çapak yüksekliklerini üretmiştir. HIP LPBF numunede, yüksek kesme kuvvetleri nedeniyle daha kalın deforme olmuş tabaka ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing (AM) is an innovative and promising method through its limitless product design possibilities in critical sectors such as medicine, aviation, and automotive. However, the material properties and finish part quality of the parts fabricated by AM must meet the requirements of these sectors. Therefore, investigation of the effects of post-processing applications (heat treatment (HT) and hot isostatic pressing (HIP)) on the material properties, and machinability characteristics of AMed parts is one of the critical issues for both academia and industry. This study investigates the micro-drillability of HT and HIPped Laser Powder Bed Fusion (LPBF) and wrought Ti6Al4V alloys under dry and minimum quantity lubrication (MQL) conditions using conventional and peck drilling strategies. The micro-drilling tests were performed at two spindle speeds (5000 and 10000 rev/min) and a feed per tooth (4 μm/tooth) using uncoated WC-Co micro drills with a diameter of 0.7 mm. Some critical performance criteria such as thrust force, surface roughness, burr formation, tool wear, and the changes in subsurface microstructure and microhardness of the hole walls were analyzed in the scope of the micro-drillability tests. The test results showed that due to their different microstructural, physical, and mechanical properties, HT LPBF and HIP LPBF Ti6Al4V alloys exhibited different machinability characteristics than wrought ones. In this context, it was found that the HIP LPBF specimen contains higher β phase fraction in its microstructure and thus, has maximal hardness value while the wrought one has lower β phase fraction. The HIP LPBF specimen produced higher thrust force values due to its higher hardness value. Minimal roughness value was measured after micro-drilling of the wrought specimen with a lower force value. The wrought and the HIP LPBF specimens produced minimal and maximal burr heights in harmony with the thrust force results, respectively. In the HIP LPBF specimen, the thicker plastically deformed layer was measured owing to its higher thrust forces.
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş parçaların karakterizasyonu ve ardıl süreçlerin parça özelliklerine etkisinin incelenmesi
Characterisation of additively manufactured parts and investigation of postprocess effects on material properties
REMZİ ECMEL ECE
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KELEŞ
PROF. DR. BEKİR SAMİ YILBAŞ
- Ti6Al4V alaşımının elektron ışını ile ergitme eklemeli imalatında proses parametrelerinin ve sonrasında uygulanan ikincil termal işlemlerin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of process parameters and secondary thermal treatments on the microstructure and mechanical properties in electron beam melting additive manufacturing of Ti6Al4V alloy
MUTLU KARAŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA
- Transparan AlON seramiklerinin SPS ile üretimi ve geliştirilmesi, farklı katkıların transparanlık ve mekanik özellikler üzerindeki etkilerin incelenmesi
Production and development of transparent AlON ceramics with SPS, investigation of the effects of different additives on transparency and mechanical properties
DEMET AYDOĞMUŞ
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Otomotiv sektörü için AI-Si-Fe-x alaşımlarının geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECİP ÜNLÜ
Doktora
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ ERUSLU
- Niyobyum elementi ilavesinin A206 alaşımına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of adding niobium to alloy A206
NURİ PALAMUTÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA DIŞPINAR