KRİYOJENİK ISIL İŞLEMİN Ti6Al4V ALAŞIMINLARINDA DİNAMİK TOKLUK ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI
Öz
Ti6Al4V alaşımlarının mekanik ve mikroyapı özelliklerinin iyileştirilmesi konusunda çeşitli ısıl işlemler vardır. Bu ısıl işlemlerden biri de kriyojenik ısıl işlemdir. Kriyojenik işlem, malzemenin -196°C’ye kademeli soğutulup, bekletilerek ve sonrasında kademeli ısıtılarak uygulanan bir ısıl işlemdir. Son yıllarda gelişen teknoloji ile metallerin mikro yapısını ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için tamamlayıcı bir proses olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımlarına farklı bekletme sürelerinde uygulanan kriyojenik ısıl işlemin dinamik tokluk ve mikroyapısal özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kriyojenik ısıl işlemler 12, 24 ve 36 saat olacak şekilde yapılmıştır. Numunelerin oda sıcaklığında dinamik tokluk değerini gözlemleyebilmek için Charpy çentikli darbe testi yapılmıştır. Deneysel çalışmaların neticesinde Ti6Al4V alaşımına uygulanan kriyojenik ısıl işlemin tokluk değeri üzerinde olumlu etkisi olduğu gözlemlenmiş, 36 saat kriyojenik işlem uygulanan numunenin dinamik tokluğunun işlemsiz numuneye göre %28 arttığı ve en efektif bekletme süresi olduğu görülmüştür. Ayrıca kriyojenik işlemin etkilerini belirlemek için mikro yapı incelemeleri ve mikrosertlik testi yapılmıştır. Mikroyapı üzerinde ise süre koşuluna bağlı olarak β fazının α fazına dönüşmesiyle yapıdaki iç gerilmelerin azaldığı ve daha kararlı bir yapıya dönüştüğü gözlemlenmiştir. Kriyojenik ısıl işlemin sıcaklık ve süre kontrollü uygulanmasının malzemenin mekanik ve mikroyapısal özelliklerini olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Ti6Al4V , Kriyojenik Isıl işlem , Tokluk , Mekanik Özellikler
References
- Chen, P., Malone T., Bond R., Torres P., (2001). Effects of Cryogenic Treatment on the Residual Stress and Mechanical Properties of an Aerospace Aluminum Alloy. Proceedings of The 4th Conference on Aerospace Materials, Processes, and Environmental Technology.
- Çakır, F. H. (2019). Ti6Al4V Alaşımına Kriyojenik İşlemin Etkilerinin Araştırılması (Doktora Tezi). Eskişehir, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
- Das, D., Dutta, A. K., Ray, K. K., (2010). Structure-Property Correlation of Cryotreated AISI D2 Steel. Advanced Materials Research 117: 49-54. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.117.49
- Das, D., Dutta, A. K., Ray, K. K., (2009). Influence of temperature of sub-zero treatments on the wear behaviour of die steel. Wear 267(9-10): 1361-1370. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.11.029
- Du, Z., Yan M., Liu F., Xueping Z., Chen Y., Guowei L., Guolong L., Yuyong C., (2019). Improving mechanical properties of near beta titanium alloy by high-low duplex aging. Materials Science and Engineering: A 754: 702-707. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.03.127
- Gill, S. S., Rupinder S., Harpreed S., Jagdev s., (2009). Wear behaviour of cryogenically treated tungsten carbide inserts under dry and wet turning conditions. International Journal of Machine Tools and Manufacture 49(3-4): 256-260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2008.11.001
- Gu, K., Zhang H., Zhao B., Wang J., Zhou Y., Zhiqiang L., (2013). Effect of cryogenic treatment and aging treatment on the tensile properties and microstructure of Ti–6Al–4V alloy. Materials Science and Engineering: A 584: 170-176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.07.021
- Höke G., Şahin İ., Henifi Ç., Fındıklı T., (2014). Kriyojenik İşlemin SAE 4140 Çeliğin Mekanik Özellikleri Üzerine Etkisi. Journal of Selcuk-Technic 13(2).
- K. Tanrıöver, A. Taşçı. (1997). Titanyum Alaşımlarının Isıl İşlemi. Makine Magazin 58.
- Kawabata, T., Suenaga H., Izumi O., (1984). "Effect of cold working and ageing treatment on ductility of an Al-6.0% Zn-2.6% Mg alloy at 4.2 to 293 K." Journal of Materials Science 19(3): 1007-1021. DOI : https://doi.org/10.1007/BF00540471