Ti6Al4V alaşımlarının mekanik ve mikroyapı özelliklerinin iyileştirilmesi konusunda çeşitli ısıl işlemler vardır. Bu ısıl işlemlerden biri de kriyojenik ısıl işlemdir. Kriyojenik işlem, malzemenin -196°C’ye kademeli soğutulup, bekletilerek ve sonrasında kademeli ısıtılarak uygulanan bir ısıl işlemdir. Son yıllarda gelişen teknoloji ile metallerin mikro yapısını ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için tamamlayıcı bir proses olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımlarına farklı bekletme sürelerinde uygulanan kriyojenik ısıl işlemin dinamik tokluk ve mikroyapısal özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kriyojenik ısıl işlemler 12, 24 ve 36 saat olacak şekilde yapılmıştır. Numunelerin oda sıcaklığında dinamik tokluk değerini gözlemleyebilmek için Charpy çentikli darbe testi yapılmıştır. Deneysel çalışmaların neticesinde Ti6Al4V alaşımına uygulanan kriyojenik ısıl işlemin tokluk değeri üzerinde olumlu etkisi olduğu gözlemlenmiş, 36 saat kriyojenik işlem uygulanan numunenin dinamik tokluğunun işlemsiz numuneye göre %28 arttığı ve en efektif bekletme süresi olduğu görülmüştür. Ayrıca kriyojenik işlemin etkilerini belirlemek için mikro yapı incelemeleri ve mikrosertlik testi yapılmıştır. Mikroyapı üzerinde ise süre koşuluna bağlı olarak β fazının α fazına dönüşmesiyle yapıdaki iç gerilmelerin azaldığı ve daha kararlı bir yapıya dönüştüğü gözlemlenmiştir. Kriyojenik ısıl işlemin sıcaklık ve süre kontrollü uygulanmasının malzemenin mekanik ve mikroyapısal özelliklerini olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir.
There are various heat treatments regarding the improvement of mechanical and microstructural properties of Ti6Al4V alloys. One of these heat treatments is cryogenic heat treatment. The process is a heat treatment applied by gradually cooling the material to -196°C, soaking and then gradually heating it. Developing technology in nowadays, this process is used as an additive process to enhance the microstructure and mechanical properties of materials. In this study, the effect of cryogenic heat treatment applications on Ti6Al4V alloys at different soaking times on dynamic impact toughness and microstructural properties was examined. Cryogenic heat treatment was applied for 12, 24 and 36 hours. Charpy impact test was applied on the samples to observe the dynamic toughness performance at room temperature. It is observed in experimental studies the application of cryogenic heat treatment on theTi6Al4V alloy had a beneficial effect on the dynamic toughness. The most contribution to the toughness was observed in subjected to 36 hours of cryogenic treatment increased by 28% compared to the untreated sample. Additionally, microstructure examinations and microhardness tests were evaluated to conclude the effects of the heat treatment process. On the microstructure, phase transformation of β to α phase is particularly depending on the soaking time. Cryogenic heat treatment reduces the residual stress in the lattice and it turned into a more stable structure. The temperature and time controlled application of cryogenic heat treatment positively affects the primarily microstructural and mechanical properties of the material.
