14840

56465465465465

بررسي تأثير پوشش نفوذي TiB2 و TiB بر سختي و مقاومت به سايش آلياژ Ti-6Al-4V

كارشناسي ارشد

مواد گرايش شناسايي و انتخاب مواد

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر مرتضي تميزي فر

چكيده آلياژهاي تيتانيم به علت نسبت بالاي استحكام به وزن، خواص مطلوب در دماهاي بالا و مقاومت عالي به خوردگي خصوصاً در محيط‌هاي اسيدي اكسيدكننده و اغلب محيط‌هاي طبيعي موردتوجه‌اند. از پارامترهاي متالورژيكي نامناسب اين آلياژ سختي و مقاومت به سايش پايين آن است. گسترش كاربرد تيتانيم در صنايع مختلف وبويژه در صنايع هوا و فضا، نظامي و پزشكي به‌منظور كاهش وزن سازه‌ها و جايگزيني با فلزات سنگين‌تر، نظير فولاد منجر به توسعه مهندسي سطح آلياژ تيتانيم شده است. در اين تحقيق بهبود خواص سطحي آلياژ Ti6Al4V با روش بورايزينگ به طريق نفوذ حالت جامد مورد بررسي قرارگرفته است. با توجه به اينكه اصلاح سطحي اين آلياژ توسط ساير روش‌ها عموماً نيازمند صرف وقت و هزينه‌ي زياد و تجهيزات پيچيده دارد، درصورتي‌كه درروش بورايزينگ به طريق نفوذ حالت جامد با صرف هزينه و پيچيدگي كمتر مي توان خواص سطحي اين آلياژ را بهبود بخشيد. بدين منظور ابتدا با تعيين تركيب پودر مناسب(منبع بور، پركننده و فعال كننده ) بستر بوردهي آماده شد و پس از قراردهي نمونه در بستر و عايق‌بندي با ملات سيماني، نمونه در دما و زمان مختلف تحت اتمسفر محافظ آرگون پوشش دهي نفوذي شد. تأثير دما و زمان عمليات بر مورفولوژي پوشش نفوذي، سختي و مقاومت به سايش اين آلياژ از طريق آزمايش‌هاي متالوگرافي، XRD، SEM، ريزسختي سنجي و سايش مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد ماكزيمم سختي حاصل در نزديكي سطح و مربوط به حضور لايه‏ي پيوسته‏ي〖"TiB" 〗_"2" است و لايه‏ي بعدي تركيبي از ويسكرهاي TiB و〖"TiB" 〗_"2" و يا ناحيه انتقالي است كه كاهش سختي را توضيح مي‏دهد. سختي لايه‏ي TiB كمتر از لايه‏ي〖"TiB" 〗_"2" است و لايه‏ي بعدي تركيبي از TiB و Ti است كه ادامه‏ي كاهش سختي به دليل تنوع سهم فازهاي TiB/Ti است. به علت سختي ايجاد شده توسط عمليات بورايزينگ و تشكيل لايه‌هاي TiB و〖"TiB" 〗_"2" و فزايش سختي در فاصله‌ي دورتر كه به‌صورت يك‌لايه‌ي پشتيبان براي لايه‌هاي 〖"TiB" 〗_"2" و TiB عمل مي‌كند، قابليت تحمل بار توسط اين لايه‌ها افزايش يافته است و بنابراين آلياژ تحت عمليات خواص سايشي بهتري را حتي در نبود روانكار و نيروهاي اعمالي بيشتر نشان مي‌دهد و ضريب COF در نمومه تحت عمليات پوشش دهي شده كاهش پيدا كرده است . واژه‌هاي كليدي: بواريزينگ،〖"TiB" 〗_"2" ، TiB، نفوذ حالت جامد، يتانيم