MECHANICAL PROPERTIES OF POWDER METALLURGY (Ti-6Al-4V) ALLOY MANUFACTURED WITH HOT ISOSTATIC PRESSING

Abstract

ABSTRACT

Titanium alloys are used widely in industries due to their high performance and low density in comparison with other iron-based alloys. Applications extend to aerospace and military applications in order to utilize their high resistance for corrosion. The mechanical properties and microstructure of titanium alloys are critical to understand for performance optimization, as well as their implications on strength, plasticity and fatigue. Ti-6Al-4V is an α + β two phase alloy and considered one of the most commonly used titanium alloys for weight reduction and high-performance criteria. To avoid manufacturing defects, such as porosity and composition segregation, hot isostatic pressing is used to consolidate alloy powder. The HIP method is also used to facilitate the manufacturing of complex structures that cannot be made with forging and casting. The current research manufactures Ti-6Al-4V alloys using the HIP method and study the impact on heat treatment under different temperatures and sintering durations on the performance and microstructure of the alloy. Results show changes in mechanical properties and microstructure with the increase of temperature and duration.

ÖZET

Titanyum alaşımları, diğer demir bazlı alaşımlara kıyasla yüksek performansları ve düşük yoğunlukları nedeniyle endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulamalar, yüksek korozyon direncini kullanmak için havacılık ve askeri uygulamalara kadar uzanır. Titanyum alaşımlarının mekanik özellikleri ve mikroyapısı, performans optimizasyonunun yanı sıra mukavemet, plastisite ve yorgunluk üzerindeki etkilerini anlamak için önemlidir. Ti-6Al-4V, a + β iki fazlı bir alaşımdır ve ağırlık azaltma ve yüksek performans kriterleri için en yaygın kullanılan titanyum alaşımlarından biri olarak kabul edilir. Gözeneklilik ve bileşim ayrımı gibi imalat kusurlarından kaçınmak için alaşım tozunu birleştirmek için sıcak izostatik presleme kullanılır. HIP yöntemi ayrıca dövme ve döküm ile yapılamayan karmaşık yapıların üretimini kolaylaştırmak için kullanılır. Mevcut araştırma, HIP yöntemini kullanarak Ti-6Al-4V alaşımları üretmekte ve farklı sıcaklıklarda ısıl işlem üzerindeki etkisini ve alaşımın performansı ve mikro yapısı üzerindeki sinterleme sürelerini incelemektedir. Sonuçlar sıcaklık ve sürenin artmasıyla birlikte mekanik özelliklerde ve mikroyapıda değişiklikler olduğunu göstermektedir.