Eklemeli imalat yöntemiyle üretilmiş Inconel 625 süperalaşımının ısıl işlem davranışının incelenmesi
Investigation of heat treatment behavior of Inconel 625 superalloy manufactured by additive manufacturing
Yazar: SENA TURAN
Danışman: PROF. DR. METİN USTA
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Süperalaşımlar, yüksek sıcaklıklarda ve ağır servis koşullarda gösterdiği üstün korozyon, oksidasyon ve sürünme dayanımı gibi özellikleri ile nükleer reaktörler, jenaratörler, roket motorları, yakıt tankları, endüstriyel gaz türbinleri ve havacılıkta motor bileşenleri gibi geniş bir kullanım alanına hitap etmektedir. Aynı zamanda yüksek sıcaklık koşullarında termal yorulmaya ve yapısal kararlılığa sahiptir.
Tez çalışmasında, yerli imkanlar kullanılarak üretilen Inconel 625 süperalaşımının mikroyapı ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu kapsamda üçlü ergitme yöntemiyle üretilen ingotlar gaz atomizasyon yöntemiyle toz haline getirilmiş, ardından seçici lazer ergitme yöntemiyle 3B olarak üretilmiştir. Numuneler 1070°C'de çözeltiye alma, 871°C'de birinci yaşlandırma ve 649°C'de ikinci yaşlandırma ısıl işlemlerine tabi tutulmuştur. Isıl işlem prosesleri tamamlandıktan sonra mikroyapıda meydana gelen değişiklikler, fazların oluşumu, fazların çözünmesi, tane yapısı ve morfolojisi SEM/EDS yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Mikroyapıda meydana gelen değişiklerin mekanik özelliklere yansıması 760°C'de yapılan yüksek sıcaklık çekme ve 760°C /207 MPa'da yapılan sürünme testleriyle desteklenmiştir. As-built halde mikroyapıda meydana gelen eriyik havuzu yapısı ısıl işlemle tamamen kaybolmuş ve homojen bir yapı elde edilmiştir. Isıl işlem ile tane sınırlarında çökelen MC karbürlerin ve δ-fazlarının kopma süresini arttırdığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Superalloys are extensively used in applications such as nuclear reactors, generators, rocket engines, fuel tanks, industrial gas turbines, and aerospace engine components due to their exceptional resistance to corrosion, oxidation, and creep under high temperatures and severe service conditions. They also possess thermal fatigue resistance and structural stability under high-temperature conditions.

In this thesis, the microstructure and mechanical properties of Inconel 625 superalloy produced by using domestic facilities were investigated. In this context, ingots produced by the triple melting method were pulverized by the gas atomization method and then produced in 3D by the selective laser melting method. The samples were subjected to solution treatment at 1070°C, first aging at 871°C and second aging at 649°C. After the heat treatment processes were completed, the changes in the microstructure, phase formation, phase dissolution, grain structure, and morphology were characterized by SEM/EDS methods. The reflection of the changes in the microstructure on the mechanical properties was supported by high-temperature tensile tests at 760°C and creep tests at 760°C /207 MPa. The melt pool structure in the as-built microstructure completely disappeared with heat treatment and a homogeneous structure was obtained. It was found that MC carbides and δ-phases precipitated at the grain boundaries by heat treatment increased the rupture time.