Mechanical properties of oxide dispersion strengthened inconel 625 alloy produced by laser powder bed fusion
Oksit dispersiyonu ile güçlendirilen lazer toz yatak füzyonu ile üretilmiş inconel 625 alaşımlarının mekanik özellikleri
- Tez No: 920225
- Danışmanlar: PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU, DR. SELEN NİMET GÜRBÜZ GÜNER
- 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: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Özellikle gelişmekte olan ülkelerde enerji talebinin, yaşam standartlarının yükselmesiyle birlikte önümüzdeki on yıllarda %50 oranında artması beklenmektedir. Özellikle IV. Nesil reaktörler tarafından üretilen nükleer enerji, bu talebin karşılanmasında kilit bir rol oynayacaktır. Eriyik tuz reaktörleri (MSR), eşsiz güvenlik, verimlilik ve çok yönlülük özellikleri nedeniyle yeni nesil reaktörler arasında önemli bir ilgi görmektedir. Bununla birlikte, mevcut yapısal malzemeler, yüksek sıcaklıklar, radyasyon ve korozif ortamlar gibi MSR'lerin ekstrem koşullarına dayanamaz. Nikel esaslı süperalaşımlar, yüksek sıcaklık dayanımları ve radyasyon ile korozyon dirençleri sayesinde bu zorluklar için güçlü adaylardır. Oksit dispersiyon güçlendirme (ODS), bu özellikleri daha da geliştirebilirken, eklemeli imalat (AM) karmaşık ODS alaşım geometrilerinin üretilmesi için sürdürülebilir bir yöntem sunmaktadır. Bu çalışmada, en önemli katmanlı imalat (AM) yöntemlerinden biri olan lazer toz yatağı füzyonu (L-PBF) kullanılarak, %0.3 ağırlık oranında Y2O3 ve %0.4 ağırlık oranında Hf içeren yeni bir ODS Inconel 625 (IN625) alaşımı geliştirilmiş ve üretilmiştir. Değişken lazer gücü ve tarama hızı değerlerini içeren üretim matrisi, ODS IN625 için %99.9'dan fazla yoğunluk elde edilmesini sağlamıştır. Mikroyapısal analiz, karbürler ve iri oksit oluşumlarını ortaya çıkarırken, nano oksitler TEM kullanılarak gözlemlenmiştir. Numunelere çözündürme ve yaşlandırma ile doğrudan yaşlandırma içeren iki farklı ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem uygulanmış malzemeler arasında, doğrudan yaşlandırma uygulanmış ODS numuneleri hem oda sıcaklığında hem de 700 °C'de en uygun mekanik özelliklere sahip olmuştur. Karşılaştırma amacıyla, aynı mekanik testler L-PBF ile üretilmiş standart bir IN625 ve geleneksel yöntemle üretilmiş bir IN625 çubuğa da uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The global energy demand, especially in developing countries, is expected to increase by 50% in the coming decades due to improving living standards. Nuclear energy, especially produced by Generation IV reactors, will have a crucial role in meeting this demand. Among these, molten salt reactors (MSRs) stand out for their safety, efficiency, and versatility. However, current structural materials fail under the extreme conditions of MSRs, including high temperatures, radiation, and corrosive environments. Nickel-based superalloys are promising candidates for these challenges due to their high-temperature strength, resistance to radiation and corrosion. Oxide dispersion strengthening (ODS) can further enhance these properties, while additive manufacturing (AM) offers a sustainable route to produce complex ODS alloy geometries. In this study, a new ODS Inconel 625 (IN625) alloy, containing 0.3 wt% Y₂O₃ and 0.4 wt% Hf has been developed and produced, using laser powder bed fusion (L-PBF), which is one of the most important AM methods. A production matrix with varying laser power and scan velocity has led to over 99.9% densification for ODS IN625. Microstructural analysis revealed carbides and coarse oxide formations, while nano-oxides were observed using TEM. Two different heat treatments containing solutionizing and aging (SA), and direct aging (DA) have been applied to the samples Among heat-treated materials, DA applied ODS samples possessed the optimal mechanical properties at both room temperature and at 700 °C. For comparison, same mechanical tests have been applied on a standard IN625 produced by L-PBF, along with a conventionally produced IN625 rod.
Benzer Tezler
- Microstructural and mechanical properties of oxide dispersion strengthened inconel 718 alloys produced by selective laser melting
Seçici lazer ergitme ile üretilen oksit dispersiyonu ile güçlendirilmiş inconel 718 alaşımlarının mikroyapısal ve mekanik özellikleri
MERVE YEŞİM YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA AYDOĞAN GÜNGÖR
- Refined material toughening and process modeling methodologies for additive manufacturing
Eklemeli imalat için hassaslaştırılmış malzeme toklaştırma ve süreç modelleme metodolojileri
ELHAM YOUSEFIMIAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN KEFAL
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- HDPE / ZnO - SİO² - CaCO³ ? Mg(OH)² nano-polimerinin mekanik, ısıl ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
The mechanical, thermal and morphological properties of HDPE composites filled with ZnO, SİO2, CaCO3 and Mg(OH)2 nano powders
SEZGİN ERSOY
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜNİR TAŞDEMİR