Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımlı ısıl işlem ve bilyalı dövme işleminin etkisinin araştırılması

Abstract

Eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan seçici lazer ergitme (SLM) ile oluşturulan AlSi10Mg alaşımının yüzey pürüzlülüğü, stres birikimi ve iç kusurları gibi dezavantajları ekarte etmek için genellikle ikincil işlemler gereklidir. Bu çalışmada, AlSi10Mg alaşımına T6 ısıl işleminin (HT) etkilerinin yanı sıra farklı sıcaklıklarda ve farklı sürelerde bilyalı dövme (VP) işlemi uygulanmış, bu uygulamaların hem tekli hem de çoklu etkileri araştırılmıştır. AlSi10Mg alaşımlarına hiç ısıl işlem uygulanmayan ve sırasıyla 400 °C, 450 °C, 500 °C çözelti işlem sıcaklığı olan ısıl işlemler uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlem sıcaklıklarında 2,5 dk, 5 dk, 10 dk ve 20 dk olacak şekilde titreşimli dövme (VP) işlemi uygulanmıştır. İşlem görmemiş (AB), titreşimli dövülmüş (AB+VP), ısıl işlem görmüş (AB+HT) ve titreşimli dövülmüş/ısıl işlem görmüş (AB+HT+VP) numunelerin mikroyapı, sertlik ve aşınma özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. SLM sonrası tek fazlı bir mikroyapı varken, uygulanan ısıl işlem ile yapıda Si çökeltileri meydana gelmiş ve iki fazlı bir mikroyapı oluşmuştur. Oluşan yeni fazda Si çökeltilerinin boyutları, çözeltiye alma sıcaklığı arttıkça artmıştır. Titreşimli dövme işlemiyle yüzeylerdeki sertliğin artması sağlanmıştır ve VP süresinin artması yüzeye uygulanan etki derinliğini de arttırmıştır. Artan çözeltiye alma sıcaklığı sertliğin iyileşmesini sağlamıştır. Seçici lazer ergitmeyle üretilmiş olan AlSi10Mg alaşımına uygulanan ısıl işlem (HT) sonucunda sertlikte büyük düşüş olmasına rağmen, titreşimli dövme işlemi ile sertlikte artış sağlanmıştır. Titreşimli dövme, aşınma direncinin artmasını sağladığı için, uygulanan çözelti sıcaklıklarının artmasıyla bu sertlik değerleri hafifte olsa yükselmiştir ve aşınma kayıpları önemli ölçüde azalmıştır.AlSi10Mg alloy formed by selective laser melting (SLM), one of the additive manufacturing methods, often requires secondary treatments to rule out disadvantages such as surface roughness, stress accumulation and internal defects. In this study, the effects of T6 heat treatment (HT) as well as ball forging (VP) at different temperatures and for different times were applied to AlSi10Mg alloy, and both single and multiple effects of these treatments were investigated. AlSi10Mg alloys were heat treated with no heat treatment and solution treatment temperatures of 400 °C, 450 °C, 500 °C, respectively. Vibratory peening (VP) was applied for 2.5 min, 5 min, 10 min and 20 min at the applied heat treatment temperatures. The changes in microstructure, hardness and wear properties of untreated (AB), vibration peening (AB+VP), heat treated (AB+HT) and vibration peening/heat treated (AB+HT+VP) specimens were investigated. While there was a single-phase microstructure after SLM, Si precipitates were formed in the structure with the heat treatment applied and a two-phase microstructure was formed. The size of Si precipitates in the new phase increased as the dissolution temperature increased. The hardness of the surfaces was improved by the vibratory forging process and the increase in VP time increased the depth of impact on the surface. Increasing the solution temperature led to an improvement in hardness. Although the hardness of the AlSi10Mg alloy produced by selective laser melting was significantly reduced by heat treatment (HT), the hardness was increased by vibration forging. Since vibratory forging leads to increased wear resistance, these hardness values increased slightly with increasing solution temperatures and wear losses were significantly reduced.