Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş ti6al4v malzemelerin termal şok sonrası mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical behavior of additivelymanufactured ti6al4v materials after thermal shock
- Tez No: 987759
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEHMİ NAİR, DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH GÖÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eklemeli İmalat, SLM, Ti6Al4V, Termal Şok, Darbe Dayanımı, Additive Manufacturing, SLE, Thermal Shock, Impact Resistance
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Seçici Lazer Ergitme (SLM) yöntemiyle üretilen ve üretim sonrası gerilim giderme ısıl işlemi uygulanan Ti6Al4V alaşımının termal şok performansı incelenmiştir. Deney numuneleri 500oC ısıtma ve 50oC de soğutma sıcaklıkları arasında 100 çevrime kadar tekrarlı terma şok döngülerine tabi tutulmuştur. Çalışma kapsamında mikroyapısal dönüşümler, sertlik değişimi, darbe tokluğu ve kırılma yüzeyleri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, uygulanan ısıl işlemin başlangıçta kararlı bir α + β çift fazlı yapı oluşturduğunu ve 500o C'lik test sıcaklığının beta-transus (yaklaşık 980oC) sınırının altında kalması nedeniyle 100 döngü sonunda dahi faz dönüşümünün meydana gelmediğini göstermiştir. Bu mikroyapısal kararlığa paralel olarak numunelerin sertlik değerlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir değişim gözlenmemiş ve sertlik ortalama 43± 0.5 HRC seviyesinde sabit kalmıştır. Buna karşın, malzemenin darbe tokluğunda döngü sayısına bağlı olarak ciddi bir düşüş tespit edilmiştir. Referans numunede 6.3 J olan kırılma enerjisi, 100 termal şok döngüsü sonunda %46 oranında azalarak 3.4 J seviyesine gerilemiştir. Kırılma yüzeyi incelemeleri, hasar mekanizmasının sünekten gevreğe geçiş davranışı sergilediğini gözlenmiştir. Sonuç olarak, sertlik ve faz yapısı korunsa bile, SLM kaynaklı porozite ve füzyon eksikliği gibi hataların, termal gerilmeler altında gerilme yığılma noktaları olarak davranarak mikro çatlak oluşumunu tetiklediği ve malzemenin enerji sönümleme kapasitesini düşürdüğü belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the thermal shock performance of Ti6Al4V alloy, produced via Selective Laser Melting (SLM) and subsequently subjected to stress-relief heat treatment, was investigated. Experimental specimens were subjected to repetitive thermal shock cycles, ranging from a heating temperature of 500°C to a cooling temperature of 50°C, for up to 100 cycles. Within the scope of the study, microstructural transformations, hardness variations, impact toughness, and fracture surface characteristics were analyzed. The findings revealed that the applied heat treatment initially induced a stable $\alpha + \beta$ dual-phase structure. Furthermore, since the test temperature of 500°C remained below the beta-transus limit (approximately 980°C), no phase transformation occurred even after 100 cycles. Parallel to this microstructural stability, no statistically significant change was observed in the hardness values of the specimens, which remained constant at an average level of 43 ± 0.5 HRC. In contrast, a significant decrease in the impact toughness of the material was detected as a function of the number of cycles. The fracture energy, which was 6.3 J in the reference specimen, decreased by 46% after 100 thermal shock cycles, dropping to 3.4 J. Fracture surface examinations indicated that the failure mechanism exhibited a ductile-to-brittle transition behavior. Consequently, it was determined that even though hardness and phase structure were preserved, SLM-induced defects—such as porosity and lack of fusion—acted as stress concentration points under thermal stresses. This triggered micro-crack initiation and reduced the energy absorption capacity of the material.
Benzer Tezler
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Design of additively manufactured hybrid structural brackets via topology optimization
Topoloji optimizasyonu ile eklemeli imalata uygun hibrit yapısal braketlerin tasarımı
CENGİZ KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Eklemeli imalat ile elde edilen implant yüzeylerinde biyoaktif kaplamaların gerçekleştirilmesi
Achieving bioactive coating on implant surfaces obtained by additive manufacturing
DORUK GÜRKAN
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİNNUR SAĞBAŞ
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Eklemeli imalat ve geleneksel imalat yöntemiyle üretilen Tİ6AL4V alaşımı parçaların tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the tribological properties of Tİ6AL4V alloy parts produced by additive manufacturing and traditional manufacturing method
ABDULBAKİ YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ KAPLAN