Difüzyon kaynaklı TiAl-TiAl alaşımlarının içyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET DİFÜZYON KAYNAKLI TiAl-TiAl ALAŞIMLARININ İÇYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ TiAl alaşımları, düşük yoğunluk ve üstün yüksek sıcaklık özellikleri dolayısıyla gaz türbinlerinin, sıcaklığı 500-600 °C olan bölgelerinde kullanılan ticari Ti-alaşımlannın yerini almaya adaydır. Söz konusu alanda yapılan araştırmalar, bu alaşımların ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirmelerinde problemler olduğunu ortaya koymuştur. Bu alaşımların endüstride yaygın kullanımınm, başarılı şekilde kaynak edilebilecekleri yöntemlerin geliştirilmesine bağlı olduğu açıktır. Bu çalışmada, yeni geliştirilen karbon içerikli dubleks iç yapıdaki TiAl alaşımının difüzyon kaynağı ile birleştirilebilirliği araştırılmıştır. Yapılan araştırmada kullanılan kaynak parametreleri ticari difüzyon kaynağı cihazların kapasite değerleri dikkate alınarak belirlenmiş olup, bu şekilde sonuçların endüstriyel uygulamaya yönelik olması amaçlanmıştır. Değişik kaynak parametreleri ile elde edilmiş birleştirmelerde, kaynak bölgesinde oluşan içyapı, optik ve elektron mikroskopları kullanılarak incelenmiş ve herhangi bir kaynak hatası olup olmadığı araştırılmıştır. Buna ilaveten, söz konusu kaynakların mekanik davranışları kesme testi yapılarak tespit edilmiş ve optimum kaynak parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca kaynak sonrası, kaynaklar ısıl işleme tabi tutulmuş ve bu şekilde ısıl işlemin kaynak kalitesine etkisi de tespit edilmeye çalışılmıştır. Son olarak; yapılan araştırmaların ışığında, yeni jenerasyon karbon-içerikli TiAl alaşrmlanmn difüzyon kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirlikleri ve ısıl işlemin kaynak kalitesine etkisi ortaya koyulmuştur. 2003, 61 sayfa Anahtar Kelimeler: Difüzyon kaynağı, metallerarası bileşik, TiAl alaşımı, ısıl işlem, mekanik özellik, yüksek sıcaklık, kaynak performansı.

II ABSTRACT INVESTIGATION INTO MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF DIFFUSION BONDED TiAl- TiAl ALLOYS TiAl alloys are potential candidates for replacing conventional Ti-alloys in gas turbine applications in the relatively lower temperature sections, owing to their low density and excellent high temperature properties. The research conducted on fusion welding of TiAl alloys has shown that such joining applications suffer from several problems. It is clear that, the widespread use of these alloys in industrial applications will only be possible by the development of suitable joining techniques. In this work, diffusion bondability of a recently developed carbon-containing TiAl alloy with a duplex microstructure was studied.The welding parameters used in this work are chosen with respect to the commercial welding equipment capacities in order to provide applicable sound welding parameters for practical use in industry. Microstructural investigations in the joint area of the bonds were conducted using electron and optic microscopes to observe the presence of any weld defect. Additionally, the mechanical performance of the bonds was evaluated by shear testing and thus the optimum bonding parameters were determined. Furthermore, the effect of post-bond heat treatment on the mechanical properties and bond quality was investigated. Finally, the results of the study on diffusion bondability of TiAl alloys and the effect of post-bond heat treatment on the weld performance are presented. 2003, 61 pages Keywords: Diffusion bonding, intermetallic, TiAl alloy, heat treatment, mechanical properties, high temperature, joint performance.