Ti4Al4Mo ve Ti6Al4V alaşımlarının sıcak pres ile üretimi ve erozif aşınma davranışlarının incelenmesi

Abstract

Titanyum alaşımları yüksek spesifik mukavemet, korozyon direnci ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle bir çok endüstriyel uygulamada sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında havacılık uygulamalarına yönelik malzeme seçimi, üretimi ve karakterizasyonu üzerinde çalışılmıştır. Havacılık alanında en fazla kulanılan Ti6Al4V alaşımı ve ilave olarak odukça yeni bir kompozisyon olarak ortaya konabilecek Ti4Al4Mo alaşımı toz metalurjik prosesler ile üretilmiştir. Çalışma kapsamında Ti6Al4V ön alaşımlı tozlardan, Ti4Al4Mo ise elementel tozlardan hazırlanarak sıcak pres işlemi ile kompakt hale getirilmişlerdir. Titanyumun oksijene olan yüksek afinitesinden dolayı tüm sinterleme süreçleri vakum atmosferi altında gerçekleştirilmiştir. Özellikle elementel tozların kullanıldığı Ti4Al4Mo alaşımı için sıvı faz oluşumu sonrasında basınç etkisi altında kalıptan sızmaların önlenmesi amacıyla kademeli sinterleme çevrimi uygulanmıştır. Elde edilen numunelerin ilk olarak yoğunlukları ve mikroyapısal karakteristikleri belirlenmiş ardından farklı püskürtme açılarında ve farklı basınçlarda aşındırıcı partiküller püskürtülerek erozif aşınmaya tabi tutulmuşlardır. Sonuçlar iki farklı alaşım için değerlendirilmiştir.

Titanium alloys are widely used in various industrial applications owing to their high specific strength, corrosion resistance and bio-compatibility. Within the scope of this thesis, material selection, production and characterisation for aviation applications have been studied. The most widely used Ti6Al4V alloy in the aerospace industry and additionally Ti4Al4Mo alloy, which can be introduced as a new composition, were produced by powder metallurgical processes. In the study, Ti6Al4V was prepared from pre-alloyed powders and Ti4Al4Mo was prepared from elemental powders and compacted by hot pressing process. Due to the high affinity of titanium for oxygen, all sintering processes were carried out under a vacuum atmosphere. Particularly for the Ti4Al4Mo alloy, in which elemental powders are used, a gradual sintering cycle is applied to avoid permanent leakage under pressure effect after liquid phase formation. The densities and microstructural characteristics of the obtained samples were first determined and then subjected to erosive wear by blasting of erodent particles at different impingement angles and at different pressures. The results were evaluated for two different alloys.