Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen ınconel 718 parçalarının üretim süreçlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi ve deneysel doğrulanması

Abstract

Inconel 718 alaşımı, mekanik özelliklerini yüksek sıcaklıklarda muhafaza etmesi, yüksek korozyon direnci, yüksek çekme, kırılma ve kopma mukavemeti gibi üstün özellikleri sayesinde havacılık ve savunma sanayisinde yaygın olarak kullanılan Ni bazlı alaşımlardan biridir. Geleneksel üretim yöntemleri ile Inconel 718 parçalarının üretimi zordur ve istenen şekilleri elde etmek için genellikle iyi malzeme özelliklerinden (yüksek sıcaklık korozyonu ve sürünme direnci gibi) ödün verilir. Kolay işlenme, dövülme ve kaynaklanma ayrıca süneklik ve daha iyi deforme olabilme özelliklerini sağlamak için malzemenin ön tavlamaya tabii tutulmasını gerekmektedir. Buna karşılık, metal eklemeli imalat (Eİ), Inconel 718'in işlenmesini daha kolay hale getirir ve malzeme özelliklerinin iyi korunmasını sağlar. Son zamanlarda da geliştirilen Eİ yöntemlerinin çeşitliliğine rağmen Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi diğer yöntemlere kıyasla çok daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat SLE yöntemi ile üretilen parçalarda oluşan ısıl gerilmeler, çarpılmalar ve yüksek yüzey pürüzlülüğü gibi sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, farklı üretim parametreleri kullanılarak SLE yöntemiyle üretilen Inconel 718 parçaların malzeme özellikleri kıyaslanarak optimum parametrelerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Ardından ısıl işlemin malzeme özelliklerine etkisi incelenmiştir. Aynı zamanda parçaların üretim süreci ve ısıl işlem sonlu elemanlar yöntemiyle gerçekleştirilerek elde edilen sonuçlar deneysel olarak elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. Belirlenen optimum parametrelerde ve gerçekleştirilen ısıl işlemlerden sonra parçaların yüzey kalitesinin arttığı ve mekanik özelliklerinde gelişmelerin olduğu sonucuna varılmıştır.

Inconel 718 alloy is one of the widely used Ni-based alloys in the aerospace and defense industry, thanks to its superior properties such as maintaining its mechanical properties at high temperatures, high corrosion resistance, high tensile, breaking and breaking strength. Inconel 718 parts are difficult to manufacture using conventional manufacturing methods, and good material properties (such as high temperature corrosion and creep resistance) are often compromised to achieve desired shapes. The material needs to be pre-annealed to provide easy machining, forging and welding, as well as ductility and better deformability. In contrast, metal additive manufacturing (AM) makes Inconel 718 easier to machine and ensures that its material properties are well preserved. Despite the variety of AM methods developed recently, Selectıve Laser Meltıng (SLM) method is used much more widely than other methods. However, problems such as thermal stresses, distortions and high surface roughness occur in the parts produced by the SLM method. In this study, it is aimed to determine the optimum parameters by comparing the material properties of Inconel 718 parts produced by SLM method using different production parameters. Then, the effect of heat treatment on material properties was investigated. At the same time, the production process of the parts and the heat treatment were analyzed by the finite element method and the results obtained were compared with the experimental data. It was concluded that the surface quality of the parts increased and there were improvements in the mechanical properties after the determined optimum parameters and the heat treatments carried out.