13-8 MO PH paslanmaz çeliklerin lazer metal biriktirme (LMD) metodu ile üretiminde tarama yönünün mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of scan direction on microstructural and mechanical properties in the manufacturing of 13-8 MO PH stainless steels by laser metal deposition (LMD) method
Yazar: ELİF AZBENT
Danışman: PROF. DR. SEMRA KURAMA
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Son yıllarda sağladığı avantajlardan dolayı eklemeli imalat, endüstride ve akademide oldukça ilgi çekmektedir. Eklemeli imalat, uygulanabildiği malzeme sayısı her geçen gün artan, tasarım ve üretim kolaylığı sağlayan bir üretim yöntemidir. Lazer metal biriktirme ise eklemeli imalat teknolojisinin yönlendirilmiş enerji koluna ait bir üretim tekniğidir. Bu çalışmada, LMD metoduyla üretilen PH 13-8 Mo paslanmaz çeliğinin tarama stratejisi, toz akış hızı, tarama hızı ve örtüşme oranı parametrelerinin mikroyapı ve mikrosertlik üzerindeki etkisi incelenmiştir. Biriktirme ve altlık malzemesi olarak sırasıyla PH 13-8 Mo ve AISI 1050 malzemeleri kullanılmıştır. Üretim parametreleri arasından tarama stratejisi; alternatif tek yönlü, kafes tarama stratejisi ve tek yönlü olmak üzere 3 farklı teknik olarak değişmektedir. Toz akış hızı 2,5-4,5 dev/dk aralığında, tarama hızı 7-9 mm/s aralığında ve örtüşme oranı %35-45 aralığında değişim göstermektedir. Değişen üretim parametreleri ile mikroyapıda farklılıklar gözlemlenmiştir. Mikroyapıdaki faz değişimlerine ve oluşan hatalara bağlı olarak mikro sertlik değerlerinde artış ve azalışlar olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, lazer metal biriktirme üretim metodunda lazer tarama stratejisinin, mikroyapıda faz oluşumlarını önemli ölçüde etkilediği ve bu etkiyle mekanik özelliklerin değiştiği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda toz akış hızı, tarama hızı ve örtüşme oranının, füzyon oluşumunda önemli bir etkisinin olduğu ve bununla beraber numunelerin mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin etkilendiği görülmüştür.

Abstract:
Additive manufacturing has become an attractive production method in industry and academia due to the advantages it provides in recent years. Additive manufacturing is a production method that increases the number of materials it can be applied to and provides design and production convenience. Laser metal deposition is a production technique belonging to the directed energy branch of additive manufacturing technology. In this study, the effects of scanning strategy, powder flow rate, scanning speed and overlapping parameters on microstructure and microhardness of PH 13-8 Mo stainless steel produced by LMD method were investigated. PH 13-8 Mo and AISI 1050 materials were used as deposition and base materials, respectively. Scanning strategy among production parameters is changed into 3 different techniques alternating unidirectional, raster scanning strategy and uni-directional. Powder flow rate varies between 2,5-4,5 rpm, scanning speed in the range of 7-9 mm/s, and overlapping in the range of 35-45%. Differences in microstructure were observed with changing production parameters. Depending on the differences in microstructure, changes in microhardness were observed. The results obtained show that the laser scanning strategy in the laser metal deposition production method significantly affects the phase formations in the microstructure and with this effect, the mechanical properties change. It also showed that powder flow rate, scan rate and overlap rate had a significant effect on fusion formation, and mechanical and microstructural properties of the samples were also affected.