Difüzyon kaynaklı TiAl ve Ti6Al4V alaşımlarının içyapı ve mekanik karakterizasyonu

Abstract

ÖZET DİFÜZYON KAYNAKLI TİA1-Tİ6A14V ALAŞIMLARININ İÇYAPI VE MEKANİK KARAKTERİZASYONU Ti-alaşımları, özellikle TiAl alaşımı, düşük yoğunlukları sayesinde sübap üretiminde cazip hale gelmiştir. Ancak, tamamen yoğunluğu oldukça düşük TiAl alaşımından sübap üretimi gerçekleştirilememektedir. Hassas döküm ile yapılan sübap üretiminde yaygın olarak eksik döküm gibi hatalar ortaya çıkmaktadır. Talaşlı imalat gibi diğer şekil verme prosesleri ile bu malzemeden üretim de aşırı sertlik ve kırılganlık nedeniyle ekonomik olarak yapılamamaktadır. Günümüzde sübap üretiminde, kafa ve sap kısımlarının değişik malzemeden veya farklı üretim yöntemleri ile üretimi ve klasik sürtünme kaynağı ile birleştirilmeleri yaygın olarak kullanılan bir üretim şeklidir. Dolayısıyla, sübap kafa kısmının hassas döküm yöntemi ile hafif TiAl alaşımından üretimi ve ticari Ti-alaşımmdan imal edilmiş sap kısmı ile kaynak konstrüksiyonu alternatif bir imalat yöntemidir. Bu çalışmada, TiAl ve Tİ6A14V alaşımlarının difüzyon kaynağı ile kaynak edilebilirliği araştırılmıştır. Bu iki alaşım değişik kaynak parametreleri kombinasyonları kullanılarak kaynak edilmiştir. Değişik parametreler ile elde edilmiş farklı malzeme kaynaklarının kaynak bölgesinde oluşan içyapı incelenmiş ve herhangi bir kaynak hatası olup olmadığı tespit edilmiştir. Ayrıca, bu birleştirmelerin mekanik özellikleri kesme testi yapılarak belirlenmiş ve optimum kaynak parametreleri tespit edilmeye çalışılmıştır. 2003, 65 sayfa Anahtar Kelimeler: Difüzyon kaynağı, farklı malzeme kaynağı, metallerarası bileşik, TiAl alaşımı, Tİ64 alaşımı, mekanik özellik, yüksek sıcaklık, kaynak performansı.

II ABSTRACT M ICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERIZATION OF DIFFUSION BONDED TİA1-Tİ6A14V ALLOYS Ti-alloys, particularly y-TiAl alloy, are becoming very attractive for the use in the production of exhaust valves, owing to their low density. However, exhaust valves cannot be cast totally from TiAl alloys. Casting defects cannot be overcome in investment casting of these parts. Other manufacturing technologies, such as machining, cannot be economically employed in these very hard and brittle materials. Conventional manufacturing of car engine exhaust valves involve production cap section and stem section from different steels and subsequent joining of these two parts, i.e. friction welding. Thus, joining of investment cast TiAl cap section to stem section made of conventional Ti-alloys presents an alternative production route. In this study, the diffusion bondability of TiAl and Tİ6A14V alloys was studied. These two different materials were joined by using different bonding parameters. Metallography was conducted to observe the presence of any weld defect in the bond area of dissimilar joints. Furthermore, the mechanical behaviour of the bonds was determined by shear testing to find out the optimum bonding parameters. 2003, 65 pages Keywords: Diffusion bonding, dissimilar joint, intermetallics, TiAl alloy, Tİ64 alloy, mechanical properties, high temperature, joint performance.