روش ساده و موثر ایجاد فاز بتا با فرآیند ذوب لیزری انتخابی آلیاژ مخلوط پودری Ti-10Mo؛ رویکرد خوردگی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

3 دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند تبریز

4 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

5 دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند

doi
10.30495/jnm.2024.33378.2040
چکیده

چکیدهمقدمه: تیتانیوم و آلیاژهای آن به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در این میان آلیاژهای تیتانیوم حاوی فاز β بمراتب از مقاومت به خوردگی بهتری برخوردارند. برخی از عناصر آلیاژی نظیر مولیبدن پایدار کننده‌ی این فاز می‌باشند. در میان آلیاژهای تیتانیوم حاوی این عنصر، آلیاژ Ti-10Mo از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در صورتیکه بتوان با بکارگیری روش‌های نوین نظیر ساخت افزایشی و بویژه با استفاده از مواد قابل دسترس مانند مخلوط پودری، این آلیاژ را تهیه نمود می‌توان آن را به عنوان روشی فراگیر معرفی کرد. روش: نمونه‌های Ti-10Mo و Ti خالص به روش ذوب لیزری انتخابی چاپ شد. فازهای تشکیل دهنده، ریزساختار و رفتار خوردگی به ترتیب با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، آزمون‌های‌ پلاریزاسیون پتانسیودینامیک چرخه‌ای و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد. یافته‌ها: در الگوی پراش پرتو ایکس تیتانیم خالص پودری و نمونه‌ی پرینت شده بترتیب فازهای α و ′ α/α دیده می شود. ولی در مورد Ti-10Mo-مخلوط پودری حاوی فاز α و پیک‌های مولیبدن است که پس از چاپ، با نفوذ مولیبدن در تیتانیوم، فاز β ظاهر می‌شود. هم چنین در بررسی ریزساختاری آلیاژ Ti-10Mo، فاز بتا بصورت رگه‌های مولیبدن داخل حوضچه‌های مذاب تیتانیوم دیده می‌شود، در حالیکه در تیتانیوم خالص فاز بتا بصورت دانه‌های ستونی β در داخل آنها فاز مارتنزیت رشد کرده دیده می شود بررسی های پلاریزاسیون نیز نشان داد که با افزودن مولیبدن به تیتانیوم خالص، چگالی جریان غیر فعال کاهش می‌یابد. اما لایه اکسید غیرفعال Ti-10Mo در پتانسیل‌های بالا دچار پارگی شده و باعث خوردگی حفره‌ای می‌شود. امپدانس Ti-10Mo بیشتر از تیتانیوم خالص است و هر دو نمونه دارای لایه اکسید غیر فعال دوگانه هستند که مقاومت لایه‌های اکسید آلیاژ Ti-10Mo بیشتر از مقاومت لایه‌های اکسید تیتانیوم خالص است.نتیجه‌گیری: افزودن مولیبدن به تیتانیوم خالص، چگالی جریان غیرفعال را کاهش و پایداری فیلم اکسید را در آلیاژ Ti-10Mo افزایش می‌دهد. در شرایط پتانسیل حفاظتی، این آلیاژ مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به تیتانیوم خالص نشان می‌دهد. روش ذوب لیزری انتخابی مخلوط پودری Ti-10Mo در نوبه خود برای ایجاد فاز β و بهبود مقاومت به خوردگی روش موثری بوده است.