Toz metalurjik Ti6Al4V alaşımının bilyalı dövme sonrası yüzey ve yüzey altı mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Ti6Al4V alaşımı sahip olduğu yüksek mekanik özellikler, biyouyumluluk ve üstün korozyon direnci sayesinde havacılık, otomotiv ve biyomedikal alanlarında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada toz metalurjik Ti6Al4V alaşımının bilyalı dövme sonrası yüzey ve yüzey altı mekanik ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. İlk olarak toz metalürjisiyle üretilen numunelerin Arşimet yöntemiyle yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiş ve numunelerin yüksek yoğunlukta (>%99) olduğu belirlenmiştir. Sonrasında numuneler özel tasarım otomatik kontrollü bilyalı dövme düzeneği kullanılarak dövülmüştür. Daha sonra numunelerin kesiti alınarak, 30 μm derinlikten başlanarak 900 × 540 μm2 ’lik bir alandan 200 adet mikrosertlik ölçümü yapılmıştır. Elde edilen sertlik değerleri Matlab® üzerinde geliştirilen bir algoritmayla analiz edilerek sertlik haritaları oluşturulmuştur. Sertlik ölçümleri sonucunda numunelerin merkezindeki sertlik değerleri 380 HV0,2 iken 180 µm derinlikte yaklaşık 440 HV0,2 olarak ölçülmüş olup sertlikte %16 artış tespit edilmiştir. Ayrıca bilyalı dövme işleminin malzeme yüzeyinden 300 μm derinliğe kadar etki ettiği belirlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu incelemeleri. bilyalı dövme işleminin numune yüzeyi ve yüzey altında plastik deformasyona sebep olduğunu ve buna bağlı olarak tane incelmesi gerçekleştiğini göstermiştir. Bilyalı dövme işleminin numunelerin yüzeyinde meydana getirdiği plastik deformasyon taramalı elektron mikroskobu ve 3 boyutlu optik profilometre ile ortaya çıkarılmıştır. Çalışmada kullanılan sertlik haritalama metodolojisinin farklı alaşım grupları için bilyalı dövme sonrası değişen mekanik özelliklerin derinlemesine incelenmesinde faydalı olacağı sonucuna varılmıştır.