Toz enjeksiyon kalıplama ile üretilmiş Ti-6Al-4V parçalarda işlem, yapı ve özellik ilişkileri

TOZ ENJEKS YON KALIPLAMA LE ÜRET LM ŞTi-6Al-4V PARÇALARDA ŞLEM, YAPI VEÖZELL K L ŞK LER( Yüksek Lisans Tezi )Yaşar ÇAKARGAZ ÜN VERS TESFEN B L MLER ENST TÜSÜMayıs 2006ÖZETBu çalışmada, toz enjeksiyon kalıplama (TEK) ile üretilmiş Ti-6Al-4V parçalarkarakterize edilmiştir. Ti-6Al-4V parçalar, ön alaşımlı ve harmanlı elementalyöntemi kullanılarak saf gaz atomize Ti + 60Al/40V master alaşım tozu ve önalaşımlı Ti6Al4V tozu, titanyum hidrür(TiH2) tozu karışımı ve %25 polietilen,%15 parafin, %5 stearik asit'den oluşan bir bağlayıcı ile hazırlanan beslemestoğunun toz enjeksiyon kalıplama işlem sırası doğrultusunda; yani karıştırma,granülleme, enjeksiyon kalıplama, bağlayıcıyı uçurma ve sinterlemedengeçtikten sonra üretilmesiyle IFAM, Bremen'de elde edilmişlerdir. Enjeksiyonkalıplı ve bağlayıcısı uçurulmuş ham parçaların önce vakum sonra argonyüklenmiş ortamda sinterlenmesi aşamasında farklı sinterleme sıcaklıkları(1250 ºC ve 1300 ºC) ve süreleri (0,2,4 saat) ile sinterleme sonrası farklı soğutmaşartları (vakumda, argonda ve kesintili soğutma) uygulanarak en uygun üretimparametresi belirlenmeye çalışılmıştır.Bu amaçla ilk aşamada; uygun sinterleme şartlarını belirlemek için 1250 ºC'de0,2,4 saat ve 1300 ºC'de 2 saat korunaklı-korunaksız sinterlenmiş ve vakumdasoğutulmuş Ti-6Al-4V parçalar karakterize edilmiştir. Uygun sinterleme şartıbelirlendikten sonra (1250 ºC'de 4 saat korunaklı sinterleme) ikinci aşamada;bu numunelere, vakumda soğutmaya ilave olarak argonda soğutma ve kesintilisoğutma işlemleri uygulanmıştır. Buradaki amaç, en iyi mekanik özellikleriverebilecek soğutma şartını belirlemektir. Son aşamada ise; Titanyum hidrür(%TiH2) tozu katkılı [Ti + %10-20-30 TiH2 + %10(60Al/40V) master alaşım],1250ºC'de 4 saat korunaklı sinterli ve argonda soğutulmuş, harmanlı elementalyöntemle üretilen Ti-6Al-4V parçaların karakterizasyonu yapılmıştır. Buradada amaç, titanyum hidrür(TiH2) tozu katkısının etkilerini belirlemektir.Deneysel çalışmalarda; kullanılan toz numunelerin kimyasal analizleri, TEKparçalarının mekanik özellikleri ve sinterleme sonrası yoğunlukları belirlendi.Metalografik incelemeyle optik mikroskoplardan mikroyapı analizleri yapıldı.Çekme testi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri SEM'de incelenerekkırılma modları belirlendi.Ayrıca bunlara ilave olarak bazı numunelerin XRD ile fazların tayini ve EDAXile noktasal kimyasal analizleri arayer atomu kirliliklerini belirlemek amacıylayapılmıştır. Bu incelemeler sonucunda, işlem-mikroyapı-özellikler ilişkileri vekullanım şartları açısından ideal mikroyapı, ince widmanstatten levhalı-α,gözenek etrafında eşkenar α-fazı ve numune yüzeyinde α-kabuğu bulunmayan,az gözenekli yapıdır. deal mekanik özellikler ise, Ti-6Al-4V TEK parçalardayüksek % teorik yoğunluk, düşük arayer atomu (O ve N) kirliliği, düşükTitanyum nitrür (TiN0,3) oluşumu ve düşük gözeneklilik şartlarında, yüksekakma ve çekme mukavemeti, kabul edilebilir seviyede sertlik ve süneklik, düşükkırılganlık, yüksek elastikiyet modülüdür. Sonuç olarak, Ti-6Al-4V TEKparçaların üretimi için en uygun işlem parametresinin, ön alaşımlı Ti6Al4Vtozlardan hazırlanan besleme stoklu (TiH2 olmaksızın) numunelerin 1250 ºC'de,4 saat korunaklı olarak sinterlenmesi ve sinterleme sonrası argon ortamındasoğutmanın uygulanması olduğu bulunmuştur.Bilim Kodu : 710.1.092Anahtar Kelimeler : Titanyum ve Ti-6Al-4V, Toz Enjeksiyon Kalıplama(TEK), Toz Metalürjisi, KarakterizasyonSayfa Adedi : 147Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Sedat ÖZB LEN