The use and knowledge of additive manufacturing technologies are rapidly growing. It is crucial to understand the processing-structure-property relationship, which is highly discussed when trying to understand the science of a material. One commonly used material in aerospace applications is titanium alloy, lately Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242). This work is addressed towards a laser metal deposition wire (LMD-w) manufactured Ti-6242 built on a Ti-6Al-4V (Ti-64) base plate. The microstructure of titanium alloys, like all other alloys, are highly dependent on its thermal history. It is crucial to understand the microstructural change in order to optimize the material properties. The prediction of microstructure through simulation can be improved by obtaining experimental input. Since the microstructure of an LMD-w manufactured component is different from the subtractive manufactured, the change from heat treatments are different considering the different start structures. It is therefore of interest to analyse isothermal heat treatments effect on solution heat treated microstructure of LMD-w Ti-6242, from an industrial application point of view. The objective of this work is to analyse the effect of isothermal heat treatment on microstructural changes for LMD-w Ti-6242 wall. The as received state was solution heat treated according to GKN standard, isothermal treatments were additionally performed and the change was analysed with microstructural characterization. The prior beta grain size, alpha lath thickness, phase fraction and hardness have been measured. Focus has been on the Ti-6242 wall for the measurements of alpha lath thickness and phase fraction. However, an analysis of the interface and heat affected zone (HAZ) has been made as well. MIPAR, an image analysis program was used for alpha lath thickness and phase distribution measurements. It has been concluded that the hardness of the material increases with increasing isothermal temperature during heat treatment and that the lath thickness increases with longer holding time. An equilibrium diagram has been obtained for Ti-6242 from a solution heat treated microstructure of LMD-w between the temperatures of 700°C and 1000°C and a time-temperature-transformation diagram (TTT-diagram), in the range of 700°C-1000°C and a holding time from 30 seconds to 2 hours. / Efterfrågan av samt kunskapen om additiva tillverkningsmetoder ökar kraftigt. Det är därför av stort intresse att förstå relationen mellan process-struktur-egenskaper, vilket ofta diskuteras för att förstå vetenskapen bakom ett material. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242) har under den senaste tiden väckt stort ett intresse inom flygindustrin. I detta arbete har fokus lagts på laser metal deposition wire (LMD-w) tillverkat material bestående av en Ti-6242 vägg på en Ti-64 basplatta. Titanlegeringars mikrostruktur är känslig mot den termiska historiken inom materialet. Det är därför av stort intresse att förstå hur mikrostrukturen ändras för att kunna optimera materialet. Förutberäkning genom simulering av mikrostrukturens förändring kan förbättras med hjälp av experimental indata. Eftersom mikrostrukturen av en LMD-w tillverkad komponent är annorlunda från traditionella tillverkningsmetoder, kommer förändringen av mikrostrukturen från värmebehandlingar vara olika, eftersom ursprungsstrukturen inte är densamma. Därför är det av intresse att analysera isotermiska värmebehandlingars påverkan på en upplösningsbehandlad mikrostruktur tillverkad med LMD-w, från en industriell synpunkt. Målet med detta arbete är att analysera effekten av isotermisk värmebehandling på mikrostrukturen av en LMD-w Ti-6242 vägg. Startmaterialet bestod av ett upplösningsbehandlat tillstånd enligt GKN standard, isotermiska värmebehandlingar gjordes och förändringen analyserades genom mikrostrukturkarakterisering. Primära beta korn, alfaband, fasfraktion och hårdhet har mätts. Fokus har legat i Ti-6242 väggens mätningar av alfaband och fasfraktion, dock har en analys av den värmebehandlade zonen (HAZ) i basplattan gjorts. MIPAR, ett bildanalysprogram, har använts för att mäta alfaband och fasdistribution. Det kan konstateras att hårdheten av materialet ökar med ökande isotermisk temperatur under värmebehandling, och att alfabandens tjocklek ökar med längre hålltider. Ett jämnviktsdiagram har framtagits för upplösningsbehandlad Ti-6242 LMD-w mellan temperaturerna 700°C och 1000°C. Ett tid-temperatur-transformations diagram (TTT-diagram) inom intervallet av 700°C-1000°C och från 30 sekunder till 2 timmar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-80121 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Linder, Noomi |
| Publisher | Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0101 seconds