Ti6Al4V titanyum alaşımın bilyalı dövme sonrası aşınma davranışının incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Ti6Al4V alaşımı özel olarak tasarlanan bilyalı dövme sisteminde farklı işlem parametreleri altında dövülmüştür. Tez çalışmasının ilk aşamasında bilyalı dövme sonrası Ti6Al4V alaşımının yüzey topografisi, morfolojisi, mikroyapısı ve pürüzlülüğü, kesit sertliği gibi yüzey ve yüzey altı özelliklerinin bilyalı dövme parametrelerine bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. İkinci aşamada, bilyalı dövme sonrası titanyum alaşımının erozif ve adhezif aşınma davranışının incelenmesi ve bilyalı dövmenin erozif ve adhezif aşınma davranışı üzerindeki etkilerinin tartışılması amaçlanmıştır. Farklı parametrelerde bilyalı dövülmüş numunelerin yüzeyleri temaslı uçlu pürüzlülük cihazı, taramalı elektron mikroskobu ve görüntü işleme yöntemleri ile detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bilyalı dövmenin Ti6Al4V alaşımının mekanik özelliklerine ve mikroyapısına etkilerinin incelenmesi için bilyalı dövülmüş numunelerin mikroyapısal ve mikrosertlik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bilyalı dövülmüş yüzeylerin erozif aşınma davranışı katı partikül erozyonu testleri ve adhezif aşınma davranışları ball-on-disk aşınma testleri ile incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda bilya boyutu ve püskürtme süresinin yüzey ve yüzey altı özelliklerinde önemli bir rol oynadığı belirlenmiştir. Farklı bilyalı dövme parametreleri altında yüzey topografisindeki değişimler ve bu değişimlerin kök nedenleri başarılı bir şekilde ortaya konmuştur. Diğer yandan bilyalı dövmenin titanyum alaşımının kuru sürtünme aşınma dayanımını düşük bir miktar iyileştirdiği belirlenmiştir. Bu tez çalışması titanyum alaşımlarının bilyalı dövme ile yüzey ve yüzey altı özelliklerinde meydana gelen değişiklikleri ortaya çıkarmıştır.

In this thesis, Ti6Al4V alloy was shot peened under various peening parameters by using a custom-designed shot peening system. Firstly, the variation of the surface and subs-surface properties such as surface topography, morphology, microstructure and roughness of peened Ti6Al4V alloy depending on the peening parameters such as shot size and peening time were investigated. Secondly, it is aimed to investigate and discuss the effects of shot peening on the erosion and dry sliding wear behaviour of titanium alloy. The surfaces of the specimens shot peened under different parameters were investigated via stylus profilometer and scanning electron microscope in detail. Microstructural and microhardness characterizations of the peened specimens were carried out to investigate the effects of shot peening on the mechanical properties and the microstructure of Ti6Al4V alloy. The erosion and dry sliding wear behaviour of the shot peened specimens were investigated via solid particle erosion and ball-on-disc wear tests, respectively. Based on the experimental studies, it is determined that shot size and peening pressure play an important role on the surface and sub-surface properties. Moreover, the underlying reasons of the variation of the surface topography depending on shot peening parameters were clarified. It is determined that shot peening slightly enhances the dry sliding behaviour of titanium alloy. This thesis reveals the variation of the surface and sub-surface properties of titanium alloys with shot peening.