The Experimental Research Of The Additively Manufactured Ti4Al4V Parts With The Perspective Of Mechanic Features

Abstract

This study aims to generate research data on basis of engineering evidences in terms of validation tests for Additively Manufactured (AM) Ti4Al4V parts. It is known that Ti6Al4V alloy is broadly used for highly-engineered air vehicles and in compliance with the aviation-grade specifications. For validation, the test parts were manufactured using EOSM290 DMLS (Direct Metal Laser Solidification) machine under argon inert gas. The raw powder was inspected before the manufacturing process with the "better size brand" particle size evaluation machine. The composition of the Ti6Al4V is determined as 90% Ti, 5,48% Al, 4,22% V, 0,369% C, 0,112% Fe, 0,0625% Sn, 0,00386% Nb, 0,0099% Cr in accordance with ASTM F1472 and ATFM 2924 standards and the average diameter size is evaluated as 30 µm. Since the elongation, yield-strength and tensile strength values are the key indicators of mechanical features the stress-strain analysis was performed for 30 test parts. The aim of the analysis is to have information about the mechanical properties such as ductility, brittleness, toughness from the experiments. Analysis results indicate that construction direction, heat treatment, turning, and finishing operations such as sandblasting directly affect the mechanical properties of Ti6Al4V parts.

Bu çalışma, Eklemeli Olarak Üretilen (AM) Ti4Al4V parçaların doğrulama testleri açısından mühendislik kanıtlarına dayalı araştırma verileri üretmeyi amaçlamaktadır. Ti6Al4V alaşımının, havacılık sınıfı üretim spesifikasyonlarına uygun olarak yüksek mühendislik ürünü hava araçları için yaygın olarak kullanıldığı bilinmektedir. Doğrulama için test parçaları, argon asal gaz altında EOSM290 DMLS (Direkt Metal Lazer Sinterleme) makinesi kullanılarak üretilmiştir. Toz, üretim sürecinden önce "bettersize marka" partikül boyutu değerlendirme makinesi ile incelenmiştir. ASTM F1472 ve ATFM 2924 standartlarına göre uygunluğu değerlendirilen Ti6Al4V alaşımının içeriği %90 Ti, %5.48 Al, %4.22 V, %0.369 C, %0.112 Fe, %0.0625 Sn, 0,00386% Nb ve %0.0099 Cr olarak belirlenmiştir. Uzama direnci, akma dayanımı ve maksimum çekme dayanımının, mekanik özelliklerin belirlenmesinde anahtar belirleyici değerler olması sebebiyle 30 adet test parçasına gerilme-uzama testi yapılmıştır. Analizin amacı, deneylerle süneklik, kırılganlık, tokluk gibi mekanik özellikler hakkında bilgi sağlamaktır. Analiz sonuçları, inşa yönü, ısıl işlem, torna işleme ve kumlama gibi bitirme işlemlerinin Ti6Al4V parçalarının mekanik özelliklerini doğrudan etkilediğini göstermektedir.