7554

بررسي تاثير ريزساختار بر رفتار خستگي آلياژ Ti-6Al-4V

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1400

دكتر حميدرضا كوه دار

1400/08/22

مهندسي مواد و متالورژي

Effect of Microstructure on Fatigue Behaviour of Ti-6Al-4V Alloy

از آنجا كه آلياژهاي تيتانيوم داراي نسبت استحكام به وزن بالا، استحكام مناسب در دماي متوسط بالا، مقاومت در برابر شكستگي و خستگي خوب در برابر رشد، مقاومت در برابر خوردگي و زيست سازگاري خوب هستند. از آنها به طور گستردهاي براي كاربردهاي هوافضا، خودرو و زيست پزشكي استفاده ميشود. در بسياري از موارد، رفتار آنها تحت بار چرخهاي به عامل مهمي تبد يل ميشود كه در طراحي اجزا و عمليات ترمومكانيكي آلياژ بر اساس آن تصميم گيري ميشود. با اين حال، رفتار رشد ترك خستگي اين دسته از مواد به خوبي درك نشده است. به عنوان مثال، رفتار خستگي و بسته شد ن ترك براي ريزساختاره اي (α + β) مختلف در آلياژهاي تيتانيوم به طور جامع و گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته است. اين نوع مطالعه ميتواند عامل اصلي منجر به بهينه سازي عملكرد آلياژ باشد. رفتارهاي غير عادي رشد ترك كوتاه مشكل بزرگ ديگري است كه به خوبي درك نشده است. اين عدم درك ممكن است منجر به تخمين نادرست عمر يك قطعه ساخته شده از اين مواد و در نتيجه، شكستهاي فاجعه بار آن شود. Ti-6Al-4V بنابراين هدف اصلي اين مطالعه، بررسي تأثير ريزساختار بر رفتار رشد ترك خستگي آلياژ بر اساس مطالعات پيشين موجود است. بر اساس اين مطالعات تفاوت بين نرخ رشد ترك خستگي طولاني در نسبت تنشهاي مختلف تا حد زيادي به اثرات بسته شدن ترك نسبت داده ميشود. ميزان رشد ترك خستگي و اندازه گيري بسته شدن نشان داده است كه اصلاح بسته شدن به طور قابل توجهي عدم مطابقت در دادههاي نرخ رشد ترك حالتهاي را كاهش ميدهد. عدم Ti-6Al-4V مختلف ريزساختاري (نزديك به هممحور و ويدمناشتاتن) در آلياژ تطابق نرخ رشد ترك خستگي در ريزساختارهاي مختلف به تفاوت مقاومت ذاتي در برابر رشد ترك و تفاوت در حالتهاي شكست خستگي ريز ساختارها نسبت داده ميشود. سپس نشان داده شده است كه تركهاي خستگي كوتاه ريزساختاري در دامنه فاكتور تمركز تنش در زير ميل-آنيل شده (نزديك به هممحور) رشد ميكنند. نرخ رشد Ti-6Al-4V آستانه خستگي ترك بلند در آلياژ ترك خستگي زياد و عقب ماندگي ترك نيز در رژيم ترك كوتاه رخ ميدهد. تفاوت بين رفتار ترك بلند و كوتاه در نسبت تنش پايين به سطوح پايين تر بسته شدن ترك در رژيم ترك كوتاه نسبت داده ميشود. در پايان، نتايج بدست آمده از ريزساختارهاي مورد مطالعه نيز با يكديگر مقايسه ميشود.

خستگي , ترك , شكست , ريزساختار , آلياژ Ti-6Al-4V