Seçici lazer ergitme yönteminde kullanılan proses parametrelerinin AlSi7Mg alaşımının yapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri üzerindeki etkileri
Effects of process parameters used in selective laser melting on structural, mechanical and tribological properties of AlSi7Mg alloy
- Tez No: 985652
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzurum Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Eklemeli imalat teknolojileri, özellikle Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi, karmaşık geometrilere sahip fonksiyonel ve yüksek performanslı metalik parçaların üretiminde önemli bir yer edinmiştir. Ancak bu yöntemle üretilen parçaların yapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri; işlem parametreleri, üretim stratejileri ve ikincil işlemlerden doğrudan etkilenmektedir. Bu çalışmada, AlSi7Mg alaşımının SLE yöntemiyle üretiminde hem üretim parametrelerinin hem de üretim sonrası ikincil işlemlerin alaşımın yapısal, statik/dinamik mekanik özellikler ve tribolojik performansı üzerindeki etkilerinin kapsamlı bir şekilde araştırılması ve optimum işlem ve ikincil işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İlk aşamada; lazer gücü, tarama hızı ve yana kayma mesafesi parametrelerinin mikro yapı, bağıl yoğunluk, yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve tribolojik davranış üzerindeki etkileri incelenmiş, optimum üretim koşulları belirlenmiştir. SLE ile üretim işlemlerinde on farklı tarama hızı, beş farklı lazer gücü ve %30–90 aralığında yedi farklı yana kayma mesafesi kullanılmış ve katman kalınlığı sabit tutulmuştur. Optimum parametrelerle üretilen numunelerde yaklaşık %99 bağıl yoğunluk ve 114 ± 3.61 HV0.025 sertlik değeri elde edilmiştir. Ayrıca, numunelerin 0°, 45° ve 90° yapı yönelimlerinde üretilmesiyle üretim açısının performans üzerindeki etkileri de değerlendirilmiştir. İkinci aşamada ise gerilme giderme ve T6 ısıl işlemleri ile elektrokimyasal parlatma (EP) ikincil işlemlerinin mikro yapı ve yorulma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. EP işlemi, yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık on kat azaltarak yorulma dayanımını belirgin şekilde artırmıştır. Isıl işlemler ise Si ağ yapısında iri taneli ve küreselleşmiş bir morfolojiye neden olmuş; bu durum sertlik, çekme dayanımı ve yorulma direncinde azalmaya yol açmıştır. T6 ısıl işlemi sonrasında yorulma limitinde belirgin düşüş gözlenmiş, bunun Si ağının kalınlaşmasından kaynaklandığı belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, üretim parametreleri ile üretim sonrası işlemlerin malzemenin mikro yapısı, mekanik özellikleri ve yorulma ömrü üzerindeki etkilerini açıkça ortaya koymuştur. Bu çalışma, SLE yöntemiyle üretilen AlSi7Mg alaşımlarının özellikle yorulma açısından kritik uygulamalarında uygun üretim ve son işlem stratejilerinin belirlenmesine bilimsel bir temel sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing technologies, particularly Selective Laser Melting (SLM), have gained an important place in the production of lightweight, high-performance metal parts with complex geometries. However, the structural, mechanical, and tribological properties of the parts produced by this method are directly affected by process parameters, manufacturing strategies, and post-processing processes. In this study, the effects of both production parameters and post-processing processes on the material properties of AlSi7Mg alloy in the SLM production were comprehensively investigated. In the first stage, the effects of laser power, scanning speed, and side-slip distance on the microstructure, relative density, surface roughness, hardness, and tribological behavior were investigated, and optimal production conditions were determined. 10 different scanning speeds, 5 different laser powers, and hatch distances in the range of 30–90% were used, while the layer thickness was kept constant. Samples produced with the optimum parameters achieved a relative density of approximately 99% and a hardness of 114 ± 3.61 HV0.025. Additionally, the effects of the fabrication angle on performance were evaluated by producing samples in 0°, 45°, and 90° building orientations. In the second stage, the effects of annealing, T6 heat treatments, and electropolishing (EP) treatments on the microstructure and fatigue behavior were investigated. EP treatment significantly increased fatigue strength by reducing surface roughness by approximately tenfold. Heat treatments, on the other hand, caused a coarse-grained and spheroidized morphology in the Si network structure, leading to a decrease in hardness, tensile strength, and fatigue resistance. A significant decrease in fatigue limit was observed after T6 heat treatment, which was determined to be due to the thickening of the Si network. The findings clearly demonstrated the effects of production parameters and post-production treatments on the microstructure, mechanical properties, and fatigue life of the material. This study provides a scientific basis for determining appropriate fabrication and finishing strategies for AlSi7Mg alloys produced by the SLE method, particularly in fatigue-critical applications.
Benzer Tezler
- Seçici lazer ergitme (SLM) prosesinin termal davranışını simüle ederek ınconel-625 alaşımı için proses parametrelerinin geliştirilmesi
Development of process parameters for inconel-625 alloy by simulating thermal behavior of selective laser melting (SLM) process
EMRE KIVANÇ SADAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR BİLEN
DR. PEYMAN ANSARİ
- Effect of pack aluminizing on hydrogen charging behavior of Ti6Al4V alloy fabricated by selective laser melting
Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen Ti6Al4V alaşımının hidrojen şarj davranışı üzerine kutu alüminyumlama işleminin etkisi
BELGİN ATAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Numerical investigation of natural convection in dmlm process
Katmanlı imalatta doğal taşınımın sayısal incelenmesi
BERK ÖZADA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Elektron demeti ergitme ve sıcak haddeleme ile üretilen Ti6Al4V alaşımlarının kutu aluminyumlama sonrası oksidasyon ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of oxidation and wear behaviour of electron beam melted and conventionally fabricated ti6al4v alloys after pack aluminizing
ÜLKÜ ELMALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Sulfation charactristics of limestone in SO2-Rich atmospheres: Mechanisms and kinetics
Kireçtaşının yüksek SO2 içeren ortamlarda sülfatlanma karakteristiği: Mekanizma ve kinetik
ÖZGÜR BİLİNÇ YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ADDEMİR