Biomalzeme Amaçlı Ti-6al-4v Alaşım Tozlarının Sps İle Sinterlenmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Yapılan çalışmada öncenden alaşımlanmış Ti-6Al-4V alaşım tozlarının spark plazma sinterleme yöntemiyle sinterlenmesi amaçlanmıştır. Üstün korozyon dayanımları ve mekanik özellikleri sayesinde yüksek malzeme performansı gerektiren havacılık, uzay ve biyomedikal sektöründe önemli bir yere sahip olan Ti-6Al-4V alaşımlarının özelliklerinin iyileştirileceği yeni üretim sistemlerinin araştırılması giderek önem kazanmaktadır. Çalışmanın ilk aşamasında, fiziksel özellikleri (tane boyutu dağılımı, tanelerin görünümü) bilinen Ti-6Al-4V tozlarından 50 MPa basınç, 70 ˚C/dakika ısıtma hızıyla 800-1100 ˚C arasında değişen sinterleme sıcaklıkları ve 1-15 dakika arasında değişen sinterleme süreleriyle çeşitli numuneler üretilmiştir. Elde edilen numunelerin yoğunlukları, sertlikleri ve çekme dayanımları irdelenip, fazları ve mikroyapıları optik mikroskop ve X-ışınları analizi kullanılarak incelenmiştir. Analiz değerleri yardımıyla, sinterleme parametreleri ve nihai malzeme özellikleri arasındaki bağlantılar araştırılıp, tane büyümesi ve faz değişimi mekanizmaları incelenmiştir.

In present work, pre-alloyed Ti-6Al-4V alloys were sintered with spark plasma sintering method. The necessity for investigating novel production techniques which will improve the already excellent final properties of Ti-6Al-4, is increasing in order to meet the high standard demands of bio-medical and aviation industries. For that purpose, various specimens were spark plasma sintered under 50MPa of uniaxial mechanical pressure, 70 ˚C/minute heating rate, with 1 to 15 minutes of sintering time and 800 to 1100 ˚C of sintering temperature from pre-alloyed Ti-6Al-4V powders. The densities, the micro-hardnesses and tensile strengths of the specimens were measured. The phases and microstructures of the specimens were investigated using and optical microscope and XRD analysis technique. With these data, an understanding of correlation between sintering parameters and the final alloy properties and grain growth and phase transformation mechanisms were developed.