TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR



Benzer belgeler
Ti-6Al-4V ve Ti-5Al 2.5Fe Alaşımlarının Toz Metalürji Yöntemiyle İmalatı ve Bazı Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

SİNTERLENMİŞ TİTANYUM ALAŞIMLARININ AŞINMA PERFORMANSI VE BAZI MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

TOZ MALZEME TEKNOLOJİSİ-10. Yrd. Doç. Dr. Nuray Canikoğlu

TOZ METALURJİSİ. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

Halil Karakoç a, Hanifi Çinici b,ramazan Çıtak c

Prof.Dr.Muzaffer ZEREN SU ATOMİZASYONU

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

T/M Yöntemiyle Üretilmiş Co Esaslı Co-Cr-Mo Alaşımlarının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Cr Oranının Etkisi

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Toz Metalürjisi. Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Notların bir bölümü Dr. Rahmi Ünal ın web sayfasından alınmıştır.

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

Dersin Kodu ve Adı: TASARIM VE MALZEME SEÇİMİ Eğitim ve Öğretim Yöntemleri. Proje/Alan Teori Uygulama Laboratuvar

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu :

ISIL İŞLEM VE YAŞLANDIRMA PARAMETRELERİNİN Al-Cu-Mg TOZ METALURJİSİ ALAŞIMINA ETKİLERİ

THE EFFECT OF SINTERING PERIOD ON THE WEAR RESISTANCE OF AlMgSi-SiC P COMPOSITES PRODUCED BY POWDER METALLURGY METHOD

Çentik Açma (Charpy Test Numunesi) 5 TL / Numune 1 gün DİNAMİK LABORATUVARI * TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 9016:2012:2013

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

Sıcak Presleme Tekniğiyle Üretilen Co Esaslı Co-Cr-Mo Toz Alaşımında Presleme Sıcaklığının Mikroyapı Üzerine Etkisi

TOZ METALURJİİSİİ Prof. Dr. Muzaffer ZEREN Company Logo

EN madde 8.2 Fracture toughness (Klc) EN madde 8.4 Fatique Test

Düşük Sıcaklık Plazma Nitrürleme (Nitrasyon) Uygulamaları

STATİK LABORATUVARI Yöntem Akredite Durumu Birim Fiyat Deney Süresi BS 4449:2005+A2:2009

Farklı Metalografik İşlem Yazılımlarının Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Küresellik Boyut ve Oran Tayininde Kullanımı

Toz Metalürjisi İle Üretilen Alaşımsız Çeliklerde Nikel İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisinin Araştırılması

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Basınç Destekli Hacim Yanma Sentezi Yöntemi ile Elde Edilen FeAl ve TiAl Kaplamalar

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

TOZ METALURJİSİ. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

AA 2014 Al Matrisli B 4 C Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mikro Yapı ve Aşınma Davranışının Đncelenmesi

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

WELDABILITY Ti6Al4V ALLOYS COUPLES BY PTA METHOD

TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Al2024-Si ALAŞIMI KOMPOZİTLERDE Si MİKTARININ VE YAŞLANDIRMA SÜRELERİNİN ETKİSİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Mak-204. Üretim Yöntemleri II. Talaşlı Đmalatın Genel Tanımı En Basit Talaş Kaldırma: Eğeleme Ölçme ve Kumpas Okuma Markalama Tolerans Kesme

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI-I ÖĞÜTME ELEME DENEYİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

STATİK LABORATUVARI Yöntem Akredite Durumu Birim Fiyat Deney Süresi TS EN ISO :2011

Malzeme Veri Sayfası. EOSINT M 270 için EOS CobaltChrome SP Tanımlama, Kullanım

STATİK LABORATUVARI Yöntem Akredite Durumu Birim Fiyat Deney Süresi TS EN ISO :2011

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

Ön Söz vii Kitabın Türkçe Çevirisine Ön Söz Çevirenin Ön Sözü 1 Sinterleme Bilimine Giriş 2 Sinterleme Ölçüm Teknikleri xiii

Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretilen Al-Si/B 4 C Kompozit Malzemenin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Alüminyum Köpük Üretiminde Ön Sinterleme ve Köpürtme Sıcaklığının Etkisi

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

TANE BÜYÜMESİ. Şek Bir saat süreyle değişik sıcaklıklara ısıtılmış ince taneli ve kaba taneli çeliklerin tipik tane büyüme davranışı

ATMOSFER KONTROLLÜ VAKUM FIRINLARINDA ISIL İŞLEM ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI

1/26 KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI


TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

STATİK LABORATUVARI Yöntem Akredite Durumu Birim Fiyat Deney Süresi TS EN ISO :2011. Basma deneyi TS 206: TL / Numune 1 gün

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Akredite Durumu TS EN ISO :2011. Basma deneyi (Oda sıcaklığı) TS 206: TL / Numune 1 gün

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

MMM291 MALZEME BİLİMİ

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

SinterlenmişKarbürler. Co bağlayıcı ~ Mpa Sertlikliğini 1100 ⁰C ye kadar muhafaza eder Kesme hızları hız çeliklerine nazaran 5 kat fazladır.

TOZ METALURJİSİ İLE ÜRETİLMİŞ DEMİR ESASLI PARÇALARDA ASİDİK ve BAZİK AKIMSIZ NİKEL ÇÖZELTİLERİN KAPLAMA KALİTESİNE ETKİSİ

İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI MOTOR BLOĞU OLARAK KULLANILABİLECEK ALÜMİNYUM ALAŞIMIN TERCİHİ. Çağlar Yüksel 2. Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul

Deney Sorumlusu: Araş. Gör. Oğuzhan DEMİR İlgili Öğretim Üyesi: Doç. Dr. Harun MİNDİVAN METALOGRAFİ DENEYİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MMM 3014

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

MEKANOKİMYASAL YÖNTEMLE BOR KARBÜR SENTEZİ VE ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMEDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

6XXX EKSTRÜZYON ALAŞIMLARININ ÜRETİMİNDE DÖKÜM FİLTRELERİNDE ALIKONAN KALINTILARIN ANALİZİ

2009 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI SINIF: 1 DÖNEM: GÜZ. Ders Kodu Dersin Adı T P K ECTS Ders Tipi

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

METALİK TOZ İŞLEME TEKNOLOJİSİ VE PROSESLEME KADEMELERİ AÇISINDAN PARAMETRİK İLİŞKİLER

Danışman: Yard. Doç. Dr. Metin Özgül

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Toz Metalurjik Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Sb 2 Te 3 ve Bi 2 Te 3 İÇERİKLİ YARI İLETKEN ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ ve TERMOELEKTRİK, YAPISAL, MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

HAVACILIKTA TERSİNE MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI. Özgecan YILDIZ 1

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

DEMİR ESASLI TOZ METAL PARÇALARIN ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞINDA OPTİMUM KAYNAK ŞARTLARININ BELİRLENMESİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

DÖKÜM KALĐTESĐNĐN SIKIŞTIRMA DÖKÜM YÖNTEMĐ ĐLE YÜKSELTĐLMESĐ

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

STATİK LABORATUVARI Yöntem Akredite Durumu Birim Fiyat Deney Süresi TS EN ISO :2011. Basma deneyi TS 206: TL / Numune 1 gün

Paslanmaz Çelik Sac 310

Transkript:

www.teknolojikarastirmalar.com ISSN:1304-4141 Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2008 (2) 7-12 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Makale Ti-6Al-4V Alaşımında Sinterleme Sıcaklığının Gözenek Oluşumu ve Mikroyapı Üzerine Etkisi Bekir YALÇIN *, Remzi VAROL ** *S.Demirel Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Mekatronik Eğitimi Bölümü, Isparta ** S.Demirel Üniversitesi, Müh. Mim. Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Isparta Özet Toz metal parçalarda sinterleme sıcaklığı yoğunluk ve mekanik özellikleri etkilemektedir. Özellikle, Titanyum gibi pahalı malzemelerde istenilen özelliklere ulaşmada, sinterleme sıcaklığı iyi belirlenmesi gerekir. Bu amaçla, Ti-6Al-4V alaşımı elementel olarak hazırlanmış ve % 85 ham yoğunluk baz alınarak 500 MPa sıkıştırma basıncı ile kalıp içerisinde preslenmiştir. Sinterleme sıcaklığının gözenek oluşumu, mikrosertlik ve mikroyapı üzerine etkisini araştırmak için, 1200 o C, 1300 o C ve 1400 o C üç farklı sıcaklıkta argon atmosferi ortamında tüp fırın içerisinde iki saat süre ile sinterleme yapılmıştır. Đmal edilen numuneler üzerinde, mikro yapı ve EDS analizleri ile birlikte mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. Sonuç olarak sinterleme sıcaklığı arttıkça sinter sonrası yoğunluk, microsertlikte artma, gözenek büyüklüğünde azalma gözlemlenmiştir. 1300 o C sinterleme sıcaklığında belirgin Widmanstatten yapı döşümü tespit edilmiştir. Ayrıca, bu alaşım için 1400 o C sıcaklıkta sinterleme ile oksitlenme gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Titanyum, Ham Yoğunluk, Sinterleme. 1. GĐRĐŞ Endüstride en yaygın kullanılan titanyum alaşımı α/β Ti-6Al-4V dur. Bu alaşım, çeliğe göre düşük yoğunluğa rağmen yüksek özgül mukavemetinden (mukavemet/yoğunluk) dolayı uçak konstrüksiyonlarında [1], yüksek biyouyumluluğundan dolayı [2] implant malzemesi olarak, iyi korozyon özelliğinden dolayı da kimya ve deniz altı uygulamalarında kullanılmaktadır. Ancak, yüksek üretim maliyetlerinden dolayı da çoğu durumda sınırlı kullanılmaktadırlar. Bu alaşımlar ile, yüksek üretim maliyeti ve talaşlı işleme zorluklarını minimize edebilmek için toz metalürjisi (T/M) yöntemi ile son şekle yakın parça imal etme zorunlu hale gelmiştir [3]. Titanyum α ve β olmak üzere iki allotropik kristal yapıya sahiptir. Çoğu durumda, bu alaşımların endüstride kullanımları α ve β mikroyapı durumlarına göre sınıflandırılmaktadır. α alaşımları uzay ve uçak konstrüksiyonlarında, α/β alaşımları ise implant uygulamalarında kullanıldığı rapor edilmektedir [2, 3]. Şekil 1. de görülen widmanstatten yapı dönüşümü, soğutma hızına bağlı olarak β faz dönüşüm sıcaklığından yavaş soğuma ile martenzit (widmanstatten) ve dönüşmüş β fazı (iğnemsi α), artan soğuma hızıyla da kaba lamel β fazı oluşmaktadır [4]. Çeliklerde bilinen martenzitten farklı olarak, Ti alaşımlarında kristal kafes siteminin çarpılması ile dengelenmiş bir pekleşme karakteristiğinin elde edilebilmesi için Widmanstatten yapı dönüşümünün gerekli olduğu ileri sürülmektedir [2, 5].

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2008 (2) 7-12 Ti-6Al-4V Alaşımında Sinterleme Sıcaklığının Gözenek Oluşumu ve Mikroyapı Şekil 1. Yavaş soğuma sonrası oluşmuş tipik Widmanstatten yapı (martenzit dönüşmüş β fazı) [5]. Sinterlenmiş Ti alaşımlarında widmanstatten yapı oluşumu, sinterleme ısıl işleminin yavaş soğutma ve ısıtma hızında yapılmasıyla sağlanabilmektedir. Özellikle Ti alaşımlarında sinterleme işleminin, widmanstatten yapının oluşması ile birlikte sinter boyun mekanizmasının gelişimi için daha kontrollü yapılması literatürde yapılan çalışmalarda vurgulanmıştır. Archbold [6], porozlu kaplanmış Ti-6Al-4V ELI alaşımının mekanik özelliklerine sinterleme sıcaklığının etkisi konulu yüksek lisans tezinde, 150 250 µm partikül büyüklüğündeki tozları kullanarak 1250 o C, 1275 o C, 1300 o C ve 1315 o C sıcaklıklarında 10-5 torr vakum ortamında sinterleme yapmıştır. Dört faklı sinterleme sıcaklığında oluşan sinter boyun temas çapı ve alt malzeme ile kaplama arasındaki ara yüzey geometrisini elektron tarama mikroskobu ile belirlemiştir. Metalografik çalışması sonrası, yorulma ve kayma mukavemetini önemli oranda etkileyen sinter boyun temas çapının, sinterleme sıcaklığı ile arttığını tespit etmiştir. 1300 1315 o C sinterleme sıcaklığında, widmanstatten yapı dönüşümünün sağlandığı ve sinter boyun çapının arttığını ileri sürmektedir [6]. Henriques vd. [7], Ti-6Al-4V alaşımında α/β Widmanstatten yapının 1000 o C sinterleme sıcaklığında başladığını ve 1300 o C sinterleme sıcaklığından sonra vanadyum β kararlaştırıcı elementlerin tamamen yapı içerisinde çözündüğünü mikroyapı çalışmalarında ortaya koymuşlardır. Çalışmalarında, 1200 o C sıcaklığın altındaki sinterleme şartlarında düşük sertlik değeri ve homojen olmayan mikroyapı oluştuğunu da tespit etmişlerdir. Bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımının sinterleme sıcaklığını belirlenmek için, 1200 o C, 1300 o C ve 1400 o C üç farklı sıcaklıkta sinterleme işlemi yapılmıştır. Đmal edilen numuneler üzerinde, mikrosertlik ölçümü, yoğunluk ve % boyut değişimi, gözenek oluşumu ve mikro yapı incelemeleri yapılmıştır. 2. MATERYAL VE METOD 2.1.Numunelerin Đmalatı Ti-6Al-4V alaşımı tozları, ASTM Grade 5 standardına göre Çizelge 1. de verilen içerik ile hassas terazide tartılarak hazırlanmış ve homojen bir karışımın sağlanması için konik karıştırıcıda 22 dev/dak hızla 20 dakika süre ile karıştırılmıştır. Tozlar, % 85 ham yoğunluk baz alınarak 500 MPa sıkıştırma basıncı ile kalıp içerisinde çift etkili prensibe göre preslenmiştir. Daha sonra, ham kompaktlar %99,99 saflıkta argon gaz atmosfer kontrolü altında, sıkı kapatılmış tüp fırın içerisinde 5 o C/dak. ısıtma-soğutma hızıyla 1200 o C sıcaklığa ısıtılmış ve bu sıcaklıkta iki saat süreyle sinterleme yapılmıştır. Aynı işlemler farklı numunelere 1300 o C ve 1400 o C sinterleme sıcaklığı için uygulanmış ve her bir sinterleme sıcaklığı için üçer numune üretilmiştir. 2.2. Yoğunluk ve % Boyut Değişimi Her bir alaşımın yoğunluk ve sinter sonrası boyut değişimi üçer numune üzerinde yapılan ölçümler ile hesaplanmıştır. Boyut değişimi, sinterleme öncesi numune boyutu ile sinter sonrası boyut arasındaki fark % olarak verilmiştir. Boyut ölçümleri 0.01 mm hassasiyetindeki mikrometre ve 0.02 mm hassasiyetindeki kumpaslar ile yapılmıştır. Yoğunluk değişimi, ham yoğunluk değerleri ile sinter sonrası yoğunluk değerleri arasındaki fark % olarak verilmiştir. Yoğunluk ölçümleri Arshimed metoduyla tespit edilmiştir. 2.3.Mikrosertlik ve Mikroyapı Analizleri Üç farklı sıcaklıkta sinterleme ile imal edilen numuneler üzerinde vickers ucu kullanılarak mikrosertlik ölçümü yapılmıştır. Mikrosertlik değerleri, numunenin boyuna belli aralıklarla yapılan ölçümleri ile tespit edilmiştir. 8

Yalçın, B., Varol, R. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2008 (2) 7-12 Ölçümler Metkon MH3 marka sertlik ölçüm cihazda, vickers ucu kullanılarak 200 g yük 20 s uygulanarak yapılmıştır. Đmal edilen numunelerin homojenliğini araştırmak için EDS analizi ile birlikte malzemelerde oluşan gözenek büyüklüğü ve mikroyapı analiz edilmiştir. Mikroyapı incelemeleri için, her bir alaşımın numune ön hazırlık aşamasında, 400, 600, 800, 1200 ve 2000 numara zımpara ile zımparalanmış ve elmas macun ile parlatma işlemi yapılmıştır. Dağlama sıvısı olarak % 10 HF, % 5 HNO 3 ve % 85 H 2 O kullanılmıştır. EDS ve mikroyapı incelemeleri, ZEISS marka Supra 50VP model tarama elektron mikroskobunda (SEM) yapılmıştır. 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 3.1. Yoğunluk ve % Boyut Değişimi Şekil 2 de sinterleme sıcaklığı ile % boyut ve sinter sonrası yoğunluk değişimi verilmiştir., o C Sinterleme Sıcaklığı 1400 1350 1300 1250 1200 Sinterlem Sıcaklığı, o C 1400 1350 1300 1250 1200 1150 1,5 2 2,5 3 3,5 % Boyut Çekme 1150 3,8 3,85 3,9 3,95 4 4,05 4,1 Sinter Sonrası Yoğunluk, g/cm 3 Şekil 2. Sinterleme sıcaklığı ile a) % boyut çekme b) Sinter sonrası yoğunluk ilişkisi Şeki 2 de görüleceği üzere sinterleme sıcaklığı arttıkça numunelerde oluşan % boyut çekme ve sinter sonrası yoğunluk değerleri artmaktadır. Döküm yoğunluğu 4,42 g/cm 3 olan Ti-6Al-4V alaşımında, döküm yoğunluğuna göre 1200 o C sıcaklıkta sinterleme sonrası ortalama % 87 doluluk oranı, 1300 o C sıcaklıkta sinterleme sonrası ortalama % 89,5, 1400 o C sıcaklıkta ise % 92,3 sinter sonrası doluluk oranı elde edilmiştir. Diğer taraftan, doluluk oranı arttıkça gözenek oranı azalmakta ve buna paralel olarak % boyut çekme artmıştır. Liu vd. [8], Ti esaslı alaşımlarda 1200 o C sıcaklıkta sinterleme sonrası % 1,5-2,5 aralığında lineer bir boyutsal küçülme olabileceğini ifade etmişlerdir. Diğer bir araştırmada ise, sinterleme sıcaklığının artmasıyla % boyut çekmenin arttığı rapor edilmektedir [5]. 3.2. Mikrosertlik ve Mikroyapı Analizleri Sinterlenmiş Ti-6Al-4V alaşımın mikrosertlik değerleri, üç numune üzerinde yapılan ölçümlerin ortalama değerleri alınarak belirlenmiştir. Mikrosertliğin sinterleme sıcaklığı ile değişimi Şekil 3 te verilmiştir. Sinterleme Sıcaklığı, o C 1450 1400 1350 1300 1250 1200 1150 350 370 390 410 430 Sinter Sonrası Mikrosertlik (HV) Şekil 3. Sinterleme sıcaklığı ile mikrosertliğin değişimi 9

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2008 (2) 7-12 Ti-6Al-4V Alaşımında Sinterleme Sıcaklığının Gözenek Oluşumu ve Mikroyapı Vinicius vd. [9], Ti-6Al-7Nb alaşımında mikrosertlik değerinin sinterleme sıcaklığı ile değişebileceğini ileri sürmektedir. Bu çalışmada da, sinterleme sıcaklığı arttıkça doluluk oranı artmakta ve buna paralel olarak sertlikte artış görülmüştür. Gözenek oranının, malzemenin mekanik özelliklerini direkt olarak etkilediği bir gerçektir. Ancak, T/M parçalarda gözenek çoğu durumda bilerek oluşturulmakta ve gözenek oranının azaltılması için toz sıkıştırma basıncının arttırılması, sinterleme sıcaklığının malzemeyi oksidasyona uğratmayacak bir sıcaklıkta yapılması tercih edilir [5]. Đncelen alaşımın mikroyapı incelemeleri Şekil 4 te verilmiştir. 1400 o C 1300 o C 1200 o C Şekil 4. 1400 o C, 1300 o C ve 1200 o C sıcaklıkta sinterlenen numunelerde gözenek oluşumu Şekil 4 incelendiğinde, 1400 o C sıcaklıkta sinterlenen numunede gözenek oluşumu, diğer sıcaklıklara göre daha azdır. Özellikle, 1200 o C sıcaklıkta sinterleme ile gözenek oluşumunun daha yoğun olduğu mikroskobik analizde görülmektedir. Şekil 2 de görüleceği üzere, sinterleme sıcaklığı arttıkça doluluk oranı artmakta ve gözeneklilik azaltmaktadır. Şekil 4 te de bu durum görülür. Sinterleme sıcaklığının azalmasıyla mikrosertlikteki düşüşün nedeni, gözenekliliğin artması ile ilgilidir. Ancak, titanyum alaşımlarında elverişli bir sinterlemenin oluşup oluşmadığı belirlemek için EDS analizlerinin yapılması önerilmektedir [5]. Şekil 5. 1400 o C sıcaklıkta sinterlenen numunelerde oluşan oksitlenmenin EDS analizi 10

Yalçın, B., Varol, R. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2008 (2) 7-12 (a) (b) Şekil 6. EDS analizleri, a) 1300 o C sıcaklıkta sinterleme, b) 1200 o C sıcaklıkta sinterleme. Şekil 5 te görüldüğü gibi, 1400 o C yüksek sıcaklıkta numunede oksitlenme meydana gelmiştir. Bu sıcaklıkta yapılan sinterleme ile yüksek sertlik ve yoğunluk artışı sağlanırken, numunede oluşan oksitlenme ile sinterlemenin elverişli olmadığı söylenebilir. Diğer taraftan Şekil 6 da 1300 o C ve 1200 o C sıcaklıkta yapılan sinterlemede oksitlenmenin olmadığı görülmektedir. Dolayısıyla, 1300 o C sıcaklıkta oksitlenme oluşmamış ve bu sıcaklıkta 1200 o C sıcaklıkta sinterlemeye göre yüksek sertlik ve yoğunluk değeri elde edilmiştir. (a) Gözenek: 47 µm (b) Gözenek:31µm (c) Gözenek: 22 µm Şekil 6. Gözenek büyüklüğü a) 1200 o C, b) 1300 o C ve c) 1400 o C sıcaklıkta sinterleme Şekil 6 da görüleceği üzere, gözenek büyüklüğü sinterleme sıcaklığının artmasıyla azalmıştır. Şekil 6-b de ise belirgin widmanstatten yapı (lamel yapı) dönüşümü sağlanmıştır. 1200 o C sıcaklıkta sinterleme ile 47 µm maksimum büyüklükte gözenek gözlemlenirken, 1300 o C sıcaklıkta sinterleme şartlarında widmanstatten yapı dönüşümü sağlanırken 31 µm gözenek büyüklüğü tespit edilmiştir. 11

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2008 (2) 7-12 Ti-6Al-4V Alaşımında Sinterleme Sıcaklığının Gözenek Oluşumu ve Mikroyapı 4. SONUÇLAR Ti-6Al-4V alaşımının sinterleme sıcaklığının belirlenmesi için yapılan bu çalışma ile aşağıdaki genel sonuçlar elde edilmiştir: 1. Ti-6Al-4V alaşımı tozları 500 MPa sıkıştırma basıncı ile presleme sonrası, 3,80 g/cm 3 mertebesinde ham yoğunluk değerine sahip parça imal edilebilir. 2. 3,80 g/cm 3 ham yoğunluktaki Ti-6Al-4V kompaktlar, 1200 o C sıcaklıkta iki saat süre ile sinterleme sonrası ortalama 3,85 g/cm 3 yoğunluk değerine, 1300 o C sıcaklıkta ortalama 3,95 g/cm 3 yoğunluğa, 1400 o C sıcaklıkta 4,08 g/cm 3 yoğunluk değerine ulaşılabilmektedir. Bu sayede, bu alaşım için sinterleme sıcaklığı arttıkça sinter yoğunluk değerinin arttığı görülmüştür. 3. Şekil 2 ve Şekil 3 te görüleceği üzere, sinterleme sıcaklığı arttıkça mikrosertlik ve % boyut çekme değerleri artmaktadır. 4. Gözenek büyüklüğü ve gözenek miktarı sinterleme sıcaklığının artmasıyla azalmaktadır. 5. EDS analizleri ise, bu alaşımın 1400 o C yüksek sıcaklıkta sinterleme ile oksidasyon oluşumunu tespit etmiştir. 6. Ti-6Al-4V alaşımı için tüm analizler dikkate alındığında, 1300 o C sıcaklıkta iki saat süre ile sinterlemenin daha elverişli olduğu söylenebilir. 5. Teşekkür Çalışmamızı destekleyen SDÜ.BAP. Yönetim Birimine ve TÜBĐTAK kurumuna teşekkür ederiz. Kaynaklar 1. Simith, B., 2003. The Boing 777 Report, Advanced Materials And Process, P. 41-44, Washington. 2. Leyens, C., Peters, M., 2002. Titaniums And Titanium Alloys, Fundamentals Applications, Wiley-Vch, P. 599, Germany. 3. Donachie, M.J., 2000. Titanium A Technical Guide, The Material Information Society, Second Edition, USA, 381 S. 4. Taddei, E.B., Henriques, V.A.R., Silva, C.R.M., Ciro, C.A.A., 2004. Production of New Titanium Alloy for Orthopedic Implants, Materials Science and Engineering C, 24, 683-687. 5. ASM Handbook, 1998. Powder Metallurgy and Applications, Vol. 7, ASM International, USA. 6. Archbold, J., 1999. Sintering Temperature Effects On The Mechanical Properties of Porous-Coated Ti-6Al- 4V ELI Alloy, Master Degree of Applied Science, Graduate Department of Metallurgy and Material Science, University of Toronto, Canada. 106 S. 7. Henriques, V.A.R., Campos, P.P., Cairo, C.A.A., Bressiani, C.J., 2005. Production of Titanium Alloys for Advanced Aerospace Systems By Powder Metallurgy, Material Research, 8 (4), 443-446. 8. Liu, Y., Chen, L.F., Tang, H.P., Liu, C.T., Liu, B., Huang, B.Y., 2006. Design of Powder Metallurgy Titanium Alloys and Composites, Materials Science and Engineering A 418, 25 35 9. Vinicius, A.R., Henriques, Bellinati, E.C., Silva, C.R.M., 2001. Production of Ti-6Al-7Nb Alloy by Powder Metallurgy, Journal of Materials Processing Technology, 118, 212-215. 12