ساخت آلیاژهای آمورف حجیم بر پایه تیتانیم به روش آلیاژسازی مکانیکی و تف‌جوشی پلاسمایی و بررسی ساختار و رفتار خوردگی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشجوی دکترای مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

doi
10.30495/jnm.2024.33830.2053
چکیده

مواد آمورف به دلیل خواص ویژه مورد توجه محققان دانشگاهی و صنعت می‌باشند. این مواد از نظر الکترونیکی و نوری مانند فلزات معمولی هستند، اما عدم وجود کریستال ها و عیوب مانند جای‌خالی، جابجایی و مرز دانه ها باعث افزایش خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی در آنها شده است.در این پژوهش آلیاژهای آمورف Ti47-Cu38-Zr7.5-Fe2.5-Sn2-Si1-Ag2 و Ti46-Cu27.5-Zr11.5-Co7-Sn3-Si1-Ag4 (درصد اتمی) به روش آلیاژسازی مکانیکی و فرایند تف‌جوشی پلاسمایی ساخته شد و ساختار و مقاومت خوردگی آنها ارزیابی گردید. به منظور برسی دگرگونی فازها، ارزیابی پایداری حرارتی و ریزساختار پودر و نمونه‌های متراکم‌ شده به ترتیب از XRD، DSC و FE-SEM و جهت ارزیابی خوردگی از روش پلاریزاسیون استفاده شد.زمان آسیاکاری مناسب برای حصول ساختار آمورف در پودر آلیاژهای ذکر شده 45 ساعت است. پودرهای حاصل دارای شکل تقریبا کروی با سطح نسبتاً هموار بوده و متوسط اندازه ذرات پودر حاوی آهن بیشتر از اندازه ذرات پودر حاوی کبالت می‌باشد. پودر آلیاژهای آمورف Ti47-Cu38-Zr7.5-Fe2.5-Sn2-Si1-Ag2 و Ti46-Cu27.5-Zr11.5-Co7-Sn3-Si1-Ag4 (درصد اتمی) به وسیله فرایند تف‌جوشی پلاسمایی در دماهای 300 و 420 درجه ‌سانتی‌گراد و فشار 180 مگاپاسکال متراکم شدند. در حالیکه نمونه‌های تف جوشی شده در دمای 420 درجه ‌سانتی‌گراد مقداری ساختار کریستالی در الگوی پراش از خود نشان داد، در دمای 300 درجه سانتی‌گراد ساختار آمورف در قطعات حاصل حفظ شد. نتیجه‌گیری: با تف‌جوشی پلاسمایی در دمای 300 درجه ‌سانتی‌گراد و فشار 180 مگاپاسکال، ساختار آمورف در نمونه‌های تف‌جوشی شده حفظ شد. آلیاژ TiCuZrSnSiAgFe مقاومت به خوردگی بهتری در محلول شبیه‌سازی بدن نسبت به آلیاژ TiCuZrSnSiAgCo و آلیاژ مرسوم Ti6Al4V نشان داد.