Effect of post-processing heat treatment on the mechanical properties of Inconel 718 fabricated by selective laser melting

Bu tezde, seçici lazer eritme yönteminde üretim yönünün ve üretim sonrası uygulanan ikincil ısıl işlemlerin Inconel 718 alaşımın mikroyapı ve yüksek sıcaklık mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Inconel 718 alaşımları üretim tablasına göre 0° ve 90° açılarda üretilmiştir. Üretim sırasında kullanılan yüksek enerjili lazer ve parçanın hızlı soğuması nedeniyle katılaşma esnasında gelişen yüksek ısıl gradyanlar, parçanın içerisinde bazı kusurlar oluşmaktadır. Bu nedenle, SLM ile üretilen parçaların içerisinde oluşan kusurları gidermek ve alaşımın özelliklerini çalışma koşullarının gereksinimlerini sağlayacak şekilde geliştirmek amacıyla üretim sonrası ısıl işlem uygulanması (çökeltiye alma ve yaşlandırma) gerekmektedir. Farklı sürelerde uygulanan ısıl işlemler sonucunda, alaşımın doku oluşumu üzerinde herhangi bir değişiklik olmadığı gözlemlenmiştir. Dikey olarak üretilen tüm numunelerin dokulaması maksimum ısı akışının ve büyümenin kolay gerçekleştiği (001) düzleminde yoğunlaşmıştır. Yatay olarak üretilen tüm numunelerin dokulaması çoğunlukla (001) düzleminde yoğunlaşmış ve buna ek olarak, (111) ve (101) düzlemlerinde bir eğilime sahip olduğu gözlenmiştir. Uygulanan tüm ısıl işlemler sonucunda, Inconel 718 alaşımlarının sertlik değerlerinin önemli ölçüde arttığı gözlemlenmiştir. Uygulanan ısıl işlemler arasında, en yüksek sertlik değeri PHT-8h ısıl işleminden sonra elde edildiğinden, çekme testleri öncesinde tüm numunelere PHT-8h ısıl işlem uygulaması yapılmıştır. Isıl işlem süresinin artmasıyla alaşımın mikroyapısında oluşan δ fazı, matris içerisinde bulunan ve alaşımın güçlendirilmesinde önemli rol oynayan Nb elementini tükettiğinden alaşımın sertliğinin az miktarda düşmesine neden olmuştur. Oda sıcaklığında yapılan çekme testi sonuçları, uygulanan ısıl işlemin hem yatay olarak hem de dikey olarak üretilen numunelerde akma ve çekme dayancının önemli ölçüde arttırırken, sünekliğinin azalmasına neden olduğu gözlemlenmiştir. Yaşlandırma işlemi sırasında matriste çökelen γ ve/veya γ′ fazları, alaşımda dislokasyon hareketlerini engellediğinden dolayı alaşımın mekanik özelliklerinin geliştirilmesinde katkıda bulunmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda yapılan çekme testi sonuçları, alaşımın mukavemetinin sıcaklık artışıyla beraber azaldığını göstermektedir. Bunun nedenin alaşımın matrisinde çökmüş γ fazının çözülmesinden ve δ fazının oluşmasından kaynaklandığı gözlemlenmiştir.