Farklı titanyum alaşımlarının tel ark katmanlı imalat yöntemiyle üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of different titanium alloys by wire arc additive manufacturing and investigation of mechanical properties
- Tez No: 896573
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ULUTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Katmanlı imalat, geleneksel imalat yöntemlerine alternatif olarak geliştirilmiş üç boyutlu (3D) yazıcı teknolojisi olarak da adlandırılan yenilikçi bir imalat yöntemidir. Tel hammaddenin kullanıldığı Tel ark katmanlı imalat (TAKİ) yöntemi yüksek birikim oranları, net şekle yakın imalat ve ucuz kurulum maliyetleri ile önemli araştırma konusu olmuştur. Bu çalışmada düşük yoğunluğu ve yüksek mukavemeti sebebiyle havacılık endüstrisi ve biyomedikal sanayi alanlarında önemli kullanım alanlarına sahip titanyum alaşımları çalışılmıştır. Saf titanyum (Gr2), Ti6Al4V (Gr5) ve Ti15V3Cr3Al3Sn olarak üç farklı tip (α, α+β ve β) titanyum alaşımı Plazma tel ark katmanlı imalat (PTAKİ) yöntemi ile üretilerek mikroyapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Büyük parçaların imal edilebildiği tel beslemeli katmanlı imalat yöntemlerinde birikimin yapıldığı altlık, tasarım aşamasında elde edilmesi planlanan model ile beraber düşünülmektedir. Altlığın katmanlı imalat bölgesi ile kullanımının araştırılması için saf titanyum (Gr2) ve Ti6Al4V (Gr5) alaşımlarında altlık ve katmanlı imalat geçiş bölgeleri mekanik özellikleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Ti15V3Cr3Al3Sn alaşımı için PTAKİ imalat yönteminin uygulanabilirliği ile imalat sonrası ısıl işlem etkileri araştırılmıştır. PTAKİ yöntemi ile saf titanyum (Gr2) imalatında çekme dayanımı altlık malzemeye göre %60 oranında daha iyi olarak tespit edilmiştir. Ayrıca sertlik değeri artmış ancak aşınma direnci değişmemiştir. Ti6Al4V alaşımında PTAKİ yöntemi ile elde edilen malzemenin sertliği altlığa göre %80 daha iyi olmasına rağmen imalatta oluşan titanyum oksitler sebebiyle çekme dayanımı ve aşınma direnci düşük olarak belirlenmiştir. Ti15V3Cr3Al3Sn alaşımında imalat sonrası çözeltiye alma ısıl işlemi ile çekme dayanımının arttığı ve çözeltiye alma + yaşlandırma ısıl işlemi ile sertlik değerinde ~50 HV artma sağlandığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The additive manufacturing is a novel method has been developed as an alternative to conventional manufacturing methods, also called a three-dimensional (3D) printing technology. Wire arc additive manufacturing (WAAM) which wire is used as raw material, has become an important research subject with its high deposition rates, close to near net shape manufacturing and cheap set up prices. In this study, titanium alloys were used, which have important usage areas in the aerospace and biomedical industries due to low density and high strengths. Three different types of titanium alloys (α, α+β and β) as pure titanium (Gr2), Ti6Al4V (Gr5) and Ti15V3Cr3Al3Sn were manufactured by Plasma wire arc additive manufacturing (PWAAM) method and their microstructures and mechanical properties were investigated. Large parts can be manufacture by using WAAM method, the substrate on which the accumulation is made is considered together with the model planned to be obtained at the designing stage. For pure titanium and Ti6Al4V alloys to investigate the use of the substate with the additive manufacturing, the transition zone in deposition, microstructure and mechanical properties were examined and compared. For Ti15V3Cr3Al3Sn alloy, the applicability of PWAAM method and post deposition heat treatment effects were investigated. It has been determined that the tensile strength of pure titanium manufacturing with PWAAM is 60% better than the substrate. In addition, better hardness and same wear resistance values were obtained. In Ti6Al4V alloy, although the hardness of material obtained by PWAAM is 80% better than substrate, the tensile strength and wear resistance are lower due to titanium oxide formed in during manufacturing. The Ti15V3Cr3Al3Sn alloy was determined that tensile strength increased with post manufacturing solution heat treatment and the hardness value increased by ~50 HV with the solution + aging heat treatment.
Benzer Tezler
- Investigation of the microstructural and mechanical properties of Al/TiB2 composites produced by cold spray additive manufacturing
Soğuk sprey eklemeli imalat yöntemi ile üretilen Al/TiB2 kompozitlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
NERGİZ İLHAMİ MERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Titanyum kaynağı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi
Titanium welding and investigation of effect on mechanical properties
MURAT SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ
- Effects of gas shielding flow rate on weld quality of tig welding in Ti6Al4V alloy
Ti6Al4V alaşımı tig kaynağında uygulanan koruyucu gaz parametresinin kaynak kalitesi üzerindeki etkisi
BANU BERİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Ti6Al4V/Ti6Al4V malzeme çiftinin pta kaynağında kaynak bölgesinin incelenmesi
The investigation of welding zone of Ti6Al4V/Ti6Al4V alloy pair by use of pta welding method
HALİL DİKBAŞ
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TAŞKIN
- AISI 430/AISI 1040 çelik çiftinin anahtar deliği plazma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi, mikroyapı ve mekanik özelliklerin araştırılması
Investigation of microstructure and mechanical properties of AISI 430/AISI 1040 steel couple welded by keyhole plasma welding tecnique
TANJU TEKER
Doktora
Türkçe
2010
Teknik EğitimFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİYAZİ ÖZDEMİR