Investigation of mechanical behaviors of additively manufactured inconel 718 superalloys used in aerospace applications
Havacılık ve uzay uygulamalarında kullanılan eklemeli imalat ile üretilen ınconel 718 süper alaşımlarının mekanik davranışlarının incelenmesi
- Tez No: 850600
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ ALİ BİRCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Inconel 718 (IN718), üstün mekanik özellikleri ve çevresel bozulmaya karşı direnci nedeniyle çeşitli yüksek sıcaklık uygulamalarında yaygın olarak kullanılan nikel bazlı bir süper alaşımdır. Yüksek mukavemet, mükemmel yorulma ve sürünme direnci, oksidasyon direnci ve yüksek sıcaklıklarda uygun kaynaklanabilirlik sergiler. IN718 geleneksel olarak dövme, döküm ve toz metalurjisi yoluyla üretilmiş ve uygulanmıştır. Ancak, Katmanlı Üretim (AM) havacılık, otomotiv ve savunma sanayilerinde popülerlik kazanan yeni bir işleme yöntemidir. AM, geleneksel yöntemlere kıyasla yüksek malzeme faydalanımı ve daha kısa üretim süreleri ile karmaşık geometrilerin üretilmesini sağlar. Çeşitli AM teknikleri arasında Seçici Lazer Eritme (SLM), IN718 de dahil olmak üzere Ni bazlı yüksek sıcaklık bileşenlerinin net şekle yakın üretimi için potansiyel göstermektedir. SLM son derece esnek ve özelleştirilebilir bir AM tekniğidir, bu da onu örneğin uçak motor bileşenleri gibi karmaşık kritik parçaların üretimi için çok uygun hale getirir. SLM, Üç Boyutlu (3D) Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) modeline göre metal tozlarını katman katman seçici olarak eritmek ve kaynaştırmak için odaklanmış bir lazer ışını kullanır. Bununla birlikte, SLM kullanılarak üretilen parçalar genellikle mekanik özelliklerinden taviz verebilecek belirli mikroyapısal kusurlar sergiler. Bunlar arasında artık gerilmeler, gözeneklilik ve tane sınırları ve çökeltiler gibi mikroyapısal kusurlar yer alır. Bu kusurların üstesinden gelmek ve SLM ile üretilen (SLMed) IN718'in mekanik özelliklerini iyileştirmek için ısıl işlem sonrası işlemler kullanılır. Bu çalışma, SLMed IN718 parçalarının mekanik davranışını (çekme ve sertlik), imalat yönünü ve homojenizasyon tavlaması ve yeni yaşlandırma dahil olmak üzere uygulanan ısıl işlemleri dikkate alarak incelemektedir. Bulgular, imalat sürecinin iyileştirilmesi ve yüksek sıcaklık bileşenlerinde istenen mekanik özelliklerin elde edilmesi için değerli bilgiler sunmaktadır. AM tekniklerinin uygun ısıl işlemlerle birleştirilmesi, yüksek performans gereksinimleri için karmaşık geometrilere sahip net şekilli IN718 parçaları üretmek için büyük bir potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
Inconel 718 (IN718) is a nickel-based superalloy widely used in a variety of high temperature applications due to its outstanding mechanical properties and resistance to environmental degradation. It exhibits high strength, excellent fatigue and creep resistance, oxidation resistance and favorable weldability at elevated temperatures. IN718 has traditionally been produced and applied through forging, casting, and powder metallurgy. However, Additive Manufacturing (AM) is a new processing method that is gaining popularity in the aerospace, automotive, and defense industries. AM enables the production of complex geometries with high material utilization and shorter lead times compared to traditional methods. Among the various AM techniques, Selective Laser Melting (SLM) has shown potential for near net shape production of Ni based high temperature components, including IN718. SLM is a highly flexible and customizable AM technique, making it well suited for the production of complex critical parts, for example aero engine components. SLM uses a focused laser beam to selectively melt and fuse metal powders layer by layer according to a Three-Dimensional (3D) Computer Aided Design (CAD) model. However, parts produced using SLM often exhibit certain microstructural defects that can compromise their mechanical properties. These include residual stresses, porosity and microstructural defects such as grain boundaries and precipitates. To overcome these defects and improve the mechanical properties of SLM-produced (SLMed) IN718, post-heat treatment processes are used. This study examines the mechanical behaviour (tensile and hardness) of SLMed IN718 parts, taking into account the direction of fabrication and the heat treatments applied, including homogenization annealing and new aging. The findings offer valuable information for improving the fabrication process and achieving the desired mechanical properties in high-temperature components. Combining AM techniques with appropriate heat treatments has great potential for producing net-shape IN718 parts with complex geometries for high-performance requirements.
Benzer Tezler
- Improvement in tribological properties of additively manufactured IN718 using low temperature lubricated environments
Düşük sıcaklıkta yağlanmış ortamlar kullanarak eklemeli imalat ile üretilen IN718'in tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi
FARIJ ABDULJALIL MOHAMMED BEN SAOUD
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ERDİ KORKMAZ
- Eklemeli imalatla üretilen parça yüzeylerinin lazerle parlatılmasının araştırılması
An investigation of laser polishing of additive manufactured part surfaces
ŞAFAK NESLİ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Eklemeli imalat yöntemiyle üretilmiş Inconel 625 süperalaşımının ısıl işlem davranışının incelenmesi
Investigation of heat treatment behavior of Inconel 625 superalloy manufactured by additive manufacturing
SENA TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN USTA
- Eklemeli imalatla üretilen kanadın manyetik etki ile titreşim karakteristiğinin incelenmesi
Investigation of the vibration characteristics of an additively manufactured wing under magnetic effect
YUSUF ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA EMRE AKÇAY
- Investigation of the damping effectiveness of particle damper integrated structures design produced by laser powder bed fusion under different boundary conditions
Lazerle toz yatağında füzyon ile üretilmiş parçacık sönümleyici entegreli yapıların tasarımlarının sönüm etkinliğinin farklı sınır koşulları altında incelenmesi
BİROL ÖZÇEVİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRECAN SÖYLEMEZ