Effect of post-processing heat treatments on the mechanical properties of AlSi10Mg alloy produced by selective laser melting
İkincil ısıl işlemlerin seçmeli lazer eritme yöntemi ile üretilen AlSi10Mg alaşımının mekanik özelliklerine etkisi
- Tez No: 897402
- Danışmanlar: PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tez, üretim sonrası gerçekleştirilen ikincil işlemlerin Seçici Lazer Eritme (SLM) yöntemi ile üretilen AlSi10Mg alaşımının mekanik özelliklerine tkisini incelemektedir. Farklı deneysel gruplarda iki kritik parametre olan ısı işlem ve yüzey şartlarının etkisi karşılaştırılmıştır. Yüzey şartlarının etkisini değerlendirmek amacıyla farklı geometrik toleranslarda üretilen AlSi10Mg örnekleri kullanılmıştır. SLM sürecinin doğası gereği hızlı soğuma ve sıcaklık gradiyentinin istenmeyen etkilerini ortadan kaldırmak için son işlem ısıl işlemlerinin uygulanması son parçanın yapısını korumak açısından kritik bir rol oynamaktadır. Bu sebeple, deneysel tasarım, gerilim giderme ve doğrudan yaşlandırma gibi son işlem ısıl işlemlerinin mikroyapı ve mekanik davranış üzerindeki etkisini sistematik olarak değerlendirmektedir. Doğrudan yaşlandırma umut verici bir işlem olmasına rağmen, SLM yöntemi ile üretilen AlSi10Mg alaşımının yorulma ömrü üzerindeki etkisi hakkında çok az araştırma bulunmaktadır. Kapsamlı bir karşılaştırma sağlamak amacıyla, dört parametreli Weibull fonksiyonu her iki grubun yorulma davranışını değerlendirmek için S-N eğrilerinin şeklini belirlemek üzere kullanılmıştır. Isıl işlemler tamamlandıktan sonra, hem gerilim giderme hem de doğrudan yaşlandırma ısıl işlemlerinin SLM yönteminin temel mikro yapısını koruduğu ve aynı zamanda ötektik Si fazının çökelmesini teşvik ettiği görülmüştür. Ortalama mikrosertlik değeri, doğrudan yaşlandırmaya kıyasla gerilim giderme için %29 artarak 137 HV'ye ulaşmıştır. Bu durum, doğrudan yaşlandırmanın AlSi10Mg alaşımı özelinde aşırı yaşlanmaya neden olurken, gerilim gidermenin iç yapıyı bozmadan tanecik çökelmesinde daha etkili olmasıyla açıklanmıştır. Yorulma testi sonuçlarında ise, iki ısıl işlem grubu arasında karşılaştırılabilir bir davranış gözlemlenmiş ve ısıl işlem görmemiş alaşımda bulunmayan nano boyutlu Si parçacıklarının çökelmesine bağlanmıştır. Doğrudan yaşlandırma numuneleri, işlenmiş parçalar için gerilim giderilmiş numunelere kıyasla daha düşük yorulma ömrü gösterse de, S-N eğrisi, eşit yüzey kalitesi sağlandığında, her iki işlemin de hem T6 ısıl işlemi görmüş hem de döküm muadillerine kıyasla üstün sonuçlar vereceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This study examines the influence of post-processing methods on the mechanical properties of AlSi10Mg alloy components manufactured using Selective Laser Melting (SLM). The investigation aims to compare two crucial parameters across four different experimental groups: the effect of heat treatment and surface condition. AlSi10Mg specimens were fabricated with different geometrical tolerances to evaluate the effect of surface conditions by machining. Due to the inherent nature of the SLM process, post-processing heat treatments become necessary to eliminate the undesired effects of rapid solidification and temperature gradient. The experimental design systematically evaluated the impact of post-processing heat treatments, including stress relieving and direct aging, on the resultant microstructure and mechanical behavior. Direct aging is a promising treatment, yet little research has been done on how it affects the fatigue life of SLM-produced AlSi10Mg alloy. In order to provide a thorough comparison, the four-parameter Weibull function has been used for the determination of the shape of the S-N curves to evaluate the fatigue behavior of all experimental groups. After the completion of the heat treatments, it has been revealed that both stress relieving and direct aging heat treatments successfully preserved the relatively fine melt pool structure of the SLM method while promoting the precipitation of eutectic Si as the strengthening phase. The average microhardness value was 29% higher for stress relieving compared to direct aging, reaching 137 HV. This shows that stress relieving heat treatment is closer to the peak point of precipitation sequence without disrupting the microstructure, where direct aging possibly resulted in the overaging of AlSi10Mg specimens. On the other hand, fatigue test results revealed comparable behavior between the two heat treatment groups, which is potentially linked to the precipitation of nano-sized Si particles which are not present in the as-built state. Although direct aging specimens exhibited lower fatigue life compared to stress relieved specimens for the machined parts, the S-N curve indicated that both treatments would yield superior results compared to conventional T6 heat-treated and cast counterparts, if the surface finish were identical.
Benzer Tezler
- Effect of post-processing heat treatment on the mechanical properties of Inconel 718 fabricated by selective laser melting
İkincil ısıl işlemlerin seçmeli lazer eritme yöntemi ile üretilen Inconel 718 alaşımının mekanik özellikleri üzerindeki etkisi
SEREN ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Effect of post processing heat treatment on the microstructure and high temperature mechanical properties of additively manufactured inconel 718 superalloy
Eklemeli imalat ile üretilen inconel 718 süperalaşımına ısıl işlemin mikroyapı ve yüksek sıcaklık mekanik özellikleri üzerine etkisi
MERVE CANBOLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN TAMSÜ SELLİ
DR. HÜSEYİN AYDIN
- Effects of heat treatment after hot rolling on the corrosion and mechanical properties of Mg- Zn- Ca- Mn biomaterials
Sıcak haddeleme sonrası ısıl işlemin Mg- Zn- Ca- Mn biyomateryallerin korozyon ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri
LAITH MOHAMMED ABDULLAH AL-MASHHADANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GÜNGÖR
- 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
MERVE NUR DOĞU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- 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