Bachelor's Thesis

Structure and properties of TiAl6V4 titanium alloy prepared by SLM additive technology

Final Thesis 3.87 MB

Author of thesis: Jolana Králová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Pavel Doležal, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the structure and properties of the titanium alloy Ti6Al4V produced by the additive manufacturing technology Selective Laser Melting (SLM). Samples with different processing parameters and layer thicknesses of 30 μm and 60 μm were fabricated from titanium alloy powder using additive manufacturing, and their microstructure, chemical composition, and basic mechanical properties were evaluated. The analysis was carried out using light microscopy and scanning electron microscopy combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), tensile testing, and Vickers hardness measurements. Based on the literature review, various heat treatment regimes were proposed to modify the microstructure and thereby achieve an optimal combination of strength and deformation characteristics.

Keywords:

SLM, TiAl6V4, additive manufacturing, heat treatment

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka odprezentovala svoji bakalářskou práci a úspěšně odpověděla na dotazy oponenta práce. Položené dotazy v rámci obhajoby bakalářské práce: 1) Jakou jinou metodu kromě mikroCT lze použít pro vyhodnocení porozity? - odpovězeno 2) Jaký je důvod pro řazení jednotlivých kapitol v práci? - odpovězeno 3) Proč by měl být rozdíl v množství stanoveného kyslíku pro studované vzorky? - odpovězeno 4) Proč se liší mechanické vlastnosti pro vzorky s tloušťkou vrstvy 30 a 60 mikrometrů? - odpovězeno 5) Jaký je význam vzdálenosti v prezentovaném grafu vývoje tvrdosti? - odpovězeno 6) Proč se vzorky vyráběly zrovna v atmosféře argonu? - částečně odpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Materials Science and Engineering

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Stanislava Fintová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vít Jan, Ph.D. (předseda)
Ing. Libor Válka, CSc. (místopředseda)
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Daniel Drdlík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Pavel Doležal, Ph.D.

Bakalářská práce Jolany Králové se zabývá návrhem, výrobou a zpracováním titanové slitiny TiAl6V4, vyrobené metodou SLM. V rámci práce studentka provedla vyhodnocení struktury a mechanických vlastností a navrhla vhodné tepelné zpracování dílů z titanové slitiny TiAl6V4 připravených metodou SLM.
Studentka pracovala samostatně, případně dle pokynů vedoucího práce. Zvládla rozsáhlou problematiku, kvalitním a účelným způsobem využila celou řadu literárních zdrojů při zpracování rešeršní části práce. V rámci experimentální části studentka vyhodnotila strukturu slitin a zpracovala výsledky mechanických vlastností.
Závěrečná práce Jolany Králové na téma „Struktura a vlastnosti titanové slitiny TiAl6V4 připravené aditivní technologií SLM“ svým rozsahem, kvalitou a úrovní zpracování prokazuje schopnost studenta samostatně a tvůrčím způsobem řešit odbornou problematiku. Doporučuji tedy bakalářskou práci Jolany Králové přijmout k obhajobě s celkovým hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá aktuální a technicky významnou problematikou struktury a vlastností titanové slitiny TiAl6V4 připravené aditivní technologií SLM. Práce je po odborné stránce zpracována velmi dobře a svým rozsahem i úrovní přesahuje obvyklý standard bakalářských prací. Autorka prokázala dobrou orientaci v problematice aditivní výroby titanových slitin, schopnost zpracovat relevantní literární rešerši a provést základní experimentální charakterizaci materiálu.

Pozitivně hodnotím zejména propojení rešeršní a experimentální části, hodnocení vstupního prášku, mikrostrukturní analýzu, měření tvrdosti, tahové zkoušky a návrh režimů tepelného zpracování. Práce ukazuje, že autorka chápe vztah mezi technologií SLM, vzniklou mikrostrukturou, defekty a mechanickými vlastnostmi materiálu. Konkrétní procesní parametry SLM nejsou uvedeny v úplném rozsahu, což lze vzhledem ke spolupráci s průmyslovým partnerem a ochraně technologického know-how akceptovat.

Za dílčí odborné nedostatky považuji absenci kvantitativního vyhodnocení pórovitosti a místy příliš kategorickou interpretaci některých výsledků. U mechanických vlastností nejsou vždy dostatečně přesně popsány statistické soubory, ze kterých jsou počítány průměrné hodnoty a odchylky. Formální stránka práce je celkově dobrá, přestože se vyskytují drobné stylistické, grafické a citační nedostatky.

Celkově se jedná o zdařilou bakalářskou práci, která splňuje požadavky zadání a v některých ohledech je překračuje. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Který z navržených režimů tepelného zpracování byste doporučila pro aplikaci, kde je rozhodující kombinace vysoké pevnosti a dostatečné tažnosti?
  2. Jak by bylo možné experimentálně odlišit vady typu keyhole od vad vzniklých nedostatečným natavením?
  3. Jakou metodu byste zvolila pro kvantitativní stanovení pórovitosti a proč?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová