Eklemeli imalat yöntemiyle farklı oryantasyonlarda üretilen 316l paslanmaz çeliğine ısıl işlem etkilerinin incelenmesi
Effect of heat treatment on 316l stainless steel manufactured via additive manufacturing at different build orientations
- Tez No: 962349
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ASLI GÜNAY BULUTSUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Eklemeli imalat (Eİ) yöntemi, bilgisayar destekli tasarım (CAD) datalarını baz alarak 3D geometrinin katman katman elde edilmesi işlemidir. Karmaşık ve yaygın olmayan parça geometrilerin üretimi Eİ yöntemi ile rahat bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Geleneksel imalat yöntemleri ile üretimi zor olan parçaların takıma, dayanak ve kalıba ihtiyaç duyulmaksızın üretilebilmesi eklemeli imalatın en önemli avantajlarındandır. Eklemeli imalatta polimer, metal, seramik ve kompozit esaslı çeşitli malzeme tipleri kullanılabilmektedir. Çelik alaşımları otomobil, havacılık ve medikal uygulamalarda yoğun kullanılan bir malzemedir. Bu tez çalışmasında, Lazer Toz Yatak Ergitme (LPBF) yöntemi ile farklı ısıl işlem ve üretim oryantasyonları ile AISI 316L paslanmaz çelik numuneler üretilmiştir. Üretilen numunelere uygulanan ısıl işlem ve yönelimlerin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri analizler ile gözlemlenerek incelenmiştir. Numuneler, 10x10x10 mm boyutlarında olmakla birlikte 3 farklı oryantasyon (0, XY45, XYZ45) ile hazırlanmıştır. Ayrıca her bir oryantasyon numunesi, 5N ve 10N olmak üzere iki farklı yük altında aşınma davranışı incelenmiştir. Numunelere iki farklı tavlaması ısıl işlemi uygulanmıştır. Birinci tavlama işlemi 900 °C'de, ikinci tavlaması ısıl işlemi ise 1200 °C'de 2 saat uygulanmıştır. Her iki ısıl işlem sonunda su ile ani soğutma gerçekleştirilmiştir. Uygulanan ısıl işlemlerin, malzemelerin mikroyapısı, faz dönüşümleri ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. Eİ ile üretilen numuneler Vickers sertlik testleri, yoğunluk ölçümü, optik mikroskop ile mikroyapı analizi, X-ışını kırınımı (XRD) ile faz tespiti, FESEM ile yüzey analizi, profilometre ile aşınma izi analizi ve EBSD ile kristal yönelimi ve tane boyutu analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında LPBF yöntemi ile üretilmiş AISI 316L paslanmaz çeliklerde oryantasyon ve ısıl işlem parametrelerinin mikroyapı-mekanik özellik etkileşimi üzerindeki etkileri ortaya koyulmuştur. Elde edilen tüm sonuçlar birbirleriyle ve ilgili literatür çalışmaları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmada çeşitli çalışma koşullarına uygun optimum parça parametreleri belirlenerek mevcut literatüre katkı sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Additive Manufacturing (AM) is a layer-by-layer production technique based on Computer-Aided Design (CAD) data to build 3D geometries. This method enables the efficient fabrication of complex and unconventional part geometries without the need for molds, fixtures, or tooling, which is a major advantage over traditional manufacturing techniques. A wide range of material types including polymers, metals, ceramics, and composites can be utilized in AM processes. Steel alloys, particularly AISI 316L stainless steel, are commonly used in the automotive, aerospace, and medical sectors due to their mechanical strength and corrosion resistance. In this study, AISI 316L stainless steel samples were produced using the Laser Powder Bed Fusion (LPBF) technique. The samples were fabricated in three different build orientations (0°, XY45°, XYZ45°) with a dimension of 10×10×10 mm, and two different annealing heat treatments were applied to the specimens. The first annealing was conducted at 900 °C, while the second was performed at 1200 °C, both for a duration of 2 hours. In both cases, rapid quenching in water was carried out following the heat treatment. The effects of build orientation and thermal post-treatments on microstructure and mechanical properties were thoroughly investigated. Characterization techniques included Vickers hardness testing, density measurements, optical microscopy for microstructural evaluation, X-ray diffraction (XRD) for phase identification, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) for surface analysis, profilometry for wear track measurements, and Electron Backscatter Diffraction (EBSD) for crystallographic orientation and grain size analysis. Each orientation was tested under two different loads (5 N and 10 N) to evaluate wear behavior. The study aims to reveal the correlations between build orientation, heat treatment, and microstructure-mechanical property interactions in LPBF-produced AISI 316L stainless steel. All results were compared with each other and with relevant literature. In this study, optimum part parameters suitable for various operating conditions were determined, thereby contributing to the existing literature.
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş Ti6Al4V parçaların farklı ortam sıcaklıklarında mekanik özelliklerinin incelenmesi
Determining mechanical properties of Ti6Al4V additive manufactured parts at different test conditions
TAYLAN OVACIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİNNUR SAĞBAŞ
- Toz metalurjisi ve seçici lazer ergitme yöntemleri ile üretilen cocrfemnnitix yüksek entropi alaşımların yapısal, mekanik, tribolojik ve korozyon özelliklerinin karakterizasyonu
Characterization of structural, mechanical, tribological and corrosi̇on properties of cocrfemnnitix high entropy alloys manufactured by powder metallurgy and selecti̇ve laser melting methods
CANER BULUT
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH YILDIZ
- Eklemeli imalat ile üretilen kafes yapılarda tasarım ve üretim parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi
Effect of design and process parameters on mechanical properties of additively manufactured lattice structures
OĞULCAN EREN
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KÜRŞAD SEZER
PROF. DR. OLCAY ERSEL CANYURT
- Seçici lazer ergitme işleminde Ti-6Al-4V için sıcaklığa bağlı mikroyapı dönüşümlerinin analizi ve yerinde martenzit ayrışma yaklaşımları
Analysis of temperature dependent microstructure transformations and in-situ martensite decomposition approaches for Ti-6Al-4V in selective laser melting
AYŞE KÜBRA YILDIZ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Eklemeli imalat yöntemiyle farklı termoplastik malzemelerden üretilen parçaların çeşitli ağ modelleri ve iç doluluk oranlarının dayanıma etkileri
Effects of various mesh models and internal filling ratios on the strength of parts produced from different thermoplastic materials by additive manufacturing
ILKIN SHAHBAZOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULMECİT GÜLDAŞ