TM Titanyum Alaşımlarına Sinter-HIP Yönteminin Uygulanması

Günümüzde Titanyum (Ti) alaşımları, biyomedikal implant üretiminin de dahil olduğu birçok endüstriyel alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Yüksek miktarlardaki, Titanyum alaşımlı ürün talebi karşılamak için tercih edilen üretim yöntemlerinden biri Toz Metalürjisidir (TM). TM yöntemiyle üretilen ürünlerin en büyük dezavantajı sahip oldukları gözeneklilik ve buna bağlı olarak da ürünlerin dayanım değerlerinin düşük olmasıdır. Bu dezavantajın ortadan kaldırılması için geliştirilen yöntemlerden biri, Sinter-HIP yöntemiyle yapılan sinterleme işlemidir. Bu amaç doğrultusunda yapılan bu çalışmada, -40 µm partikül boyutlarındaki Ti-6Al-4V metal tozları, 600MPa'da 1500MPa'ya kadar farklı sıkıştırma basınçlarında sıkıştırılmış ve sonrasında Sinter-HIP yöntemiyle sinterlenmiştir. Bu yöntem kapsamında numuneler öncelikli olarak; 1200 oC sıcaklıkta ve 10-6 mbar vakum ortamında sinterlenmiş ve takiben sinterleme sıcaklığında uygulanan 50 bar' lık Argon gazı basıncı ile HIP işlemine tabi tutulmuştur. Yapılan Sinter-HIP işlemi öncesi ve sonrasında, numunelerin yoğunluk değerleri ve mikroyapıları incelenmiştir. Çalışma sonucunda Ti-6Al-4V tozların farklı sıkıştırma basınçları ile sıkıştırılması ile üretilen numunelerin Sinter-HIP işlemi sonrasında %99’ a varan bağıl yoğunluk değerlerine ulaştığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

Ti-6Al-4V, TM, Sinter-HIP, Bağıl Yoğunluk

PDF

___

[1] Wang, R.R., Fenton, A., 1996. Titanium For Prosthodontic Applications: A Review Of The Literature. Quintessence international, 27-6, 401-408.[2] Lautenschlager, E.P., Monaghan, P., 1993. Titanium and Titanium Alloys as Dental Materials. International Dental Journal, 43-3, 245-253. [3] Mark, J.J., Ahmed, W., 2007 Surface Engineered Surgical Tools And Medical Devices. Springer, 533-576, New York.[4] ASM, 1998. ASM Handbook Volume 7 - Powder Metal Tecnologies and Applications. ASM International, 2759, USA. [5] Bomberger, H.B., Froes, F.H., Morton, P.H., 1985. Perspective. Titanium Technology Present Status and Future Trends, Titanium—A Historical, 3-17.[6] Abkowitz, S., 1980. Isostatic Pressing of Complex Shapes from Titanium Alloys, Power Metallurgy of Titanium Alloys, THe Mettallurgical Societ of AIME,291-302.[7] German, R.M., 1996. Sintering Theory and Practice. Wiley, 568, USA.[8] German, R.M., 1994. Powder Metallurgy Science. Metal Powder Industry; Subsequent edition. 472, USA.[9] ASM, 2004. ASM Handbook Volume 9 - Metallography and Microstructures. ASM International, 2733, USA. [10] Froes, F.H., Eylon, D., 1984. Titanium Powder Metallurgy—A Review, Titanium Net-Shape Technologies, The Metallurgy Society of AIME, 1-20.[11] German, R.M., 2005. Powder Metallurgy & Particulate Materials Processing. Metal Powder Industry, 643,New Jersey.[12] Upadhyaya, A., 2002. Powder metallurgy technology. Cambridge Int Science Publishing, 536, USA.[13] Fang, Z.Z., Paramore, J.D., Sun P., Xia, Y., 2017. Powder metallurgy of titanium – past, present, and future. International Materials Reviews.[14] Bolzoni, L., Meléndez, I.M., Ruiz-Navas, E.M., 2012. Microstructural evolution and mechanical properties of the Ti–6Al–4V alloy produced by vacuum hot-pressing. Mater Sci Eng A. 546, 189–197.[15] Cao F., Chandran, K.S.R., Kumar, P., 2017. New approach to achieve high strength powder metallurgy Ti-6Al-4V alloy through accelerated sintering at β-transus temperature and hydrogenation-dehydrogenation treatment, Scripta Materialia, 130, 22–26.[16] Carbide Technologies, 2018. Erişim Tarihi; 3.03.2018 http://www.carbidetechnologies.com/faq/what-is-sintering-or-sinter-hiping/[17] Chen, W., Yamamoto Y., Peter, W.H., Clark, M.B, Nunn, S.D., Kiggans, J.O., Gorti, S.B., Sabau, A.S., 2011. Cold compaction study of Armstrong Process® Ti–6Al–4V Powders. Powder Technology, 214, 194-199.[18] Froes, F.H., Eylon, D., 1985. Powder Metallurgy of Titanium Alloys—A Rewiew, Titanium Science and Technology. 1, 267-286.[19] MPIF, 2006. Standard test methods for metal powders and powder metallurgy products. Metal Powder Industries Federation, 118 USA.[20] Xıaoyan X., Phılıp N., Damıen M., 2017. Characterization and Sintering of Armstrong Process. Titanium Powder. 69-4[21] Lütjering, G., Williams, C., 2003. Titanium. Springer-Verlag, Heidelberg.[22] Ustundag,M. (2018). Öğütme ve HDH Yöntemleriyle Üretilen Ti-6Al-4V Tozlarının Sinter-HİP Yöntemiyle Sinterlenmesi ve Özelliklerinin İncelenmesi, SDÜ FBE, Doktora Tezi.