بررسی نفوذ مولیبدن و تشکیل تقویت کننده‌‌های درجا درکامپوزیت مخلوط پودری Ti-10Mo-1.5B4C تف‌‌جوشی شده‌‌ی قوس پلاسمای جرقه‌‌ای در دما و زمان‌‌های مختلف

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

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

3 دانشیار، مهندسی مواد دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

doi
10.30495/jnm.2023.32589.2014
چکیده

چکیدهمقدمه: بوراید تیتانیم و کاربید تیتانیم می‌‌تواند موجب تقویت آلیاژهای زمینه تیتانیم - مولیبدن، باشد. اگر این تقویت کننده‌‌ها بصورت درجا و آن هم با یک واکنش گرمازا (بین زمینه و تقویت کننده‌‌ی برون­جا) ایجاد شوند، گرمای آن واکنش نیز به نفوذ بیشتر مولیبدن در زمینه و درنتیجه تقویت فاز بتا منجر خواهد شد. هدف اصلی از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر افزودن 5/1 درصد وزنی تقویت کننده برون­جای کاربید بور به آلیاژ تیتانیم - مولیبدن در دما و زمان‌‌های مختلف می‌‌باشد. بدین ترتیب تاثیر افزایش دما، زمان تف‌‌جوشی و گرمای واکنش گرمازا بر میزان چگالش، بهبود حلالیت مولیبدن در تیتانیم، تشکیل محصولات فازی هیبریدی ( تقویت‌‌کننده‌‌های درجا) و در پایان خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی، استحکام پارگی عرضی و سختی بررسی می‌‌شود.  روش‌‌: مخلوط پودری Ti-10Mo-1.5B4C، ابتدا تحت فشار10 مگاپاسکال و همزمان با افزایش تحت فشار میانی 20 مگاپاسکال و نهایتا بعد از رسیدن به دماهای تف‌‌جوشی (دماهای 1150، 1300 و °C1450) تحت فشار نهایی50 مگاپاسکال به مدت زمان 5 و 10 دقیقه قرار گرفتند و بدین ترتیب شش نمونه به روش تف‌‌جوشی قوس پلاسما ساخته شد. تحولات ریزساختاری، خواص فیزیکی و مکانیکی و آنالیز فازی نمونه‌‌های تف‌‌جوشی شده مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌‌ها: به طور کلی با ازدیاد دما و زمان تف‌‌جوشی، چگالی افزایش یافت فقط در دمای °C1450 بمدت 10 دقیقه کاهش جزئی مشاهده شد به همین ترتیب خواص مکانیکی نیز تقریبا روند مشابهی نشان داد. در واقع تاثیر افزایش دما بر پیشرفت واکنش تیتانیم - کاربید بور بیشتر از افزایش زمان تف‌‌جوشی بوده است. ضمنا لازم به ذکر است که افزایش دما و زمان تف‌‌جوشی منجر به انحلال بیشتر مولیبدن درزمینه تیتانیم شده است، ولی در اینجا نقش واکنش گرمازای تقویت کننده برون‌‌جا با زمینه را نیز نباید نادیده گرفت.نتیجه‌‌گیری: افزایش دما و زمان تف‌‌جوشی منجر به تولید فازهای درجای بیشتر می‌‌شود که پیوند قوی با زمینه Ti دارند. در ضمن استفاده از تقویت کننده درجایی که با زمینه واکنش گرمازا دهد و تقویت کننده درجای مورد نیاز را فراهم نماید به نوبه‌‌ی خود از اهمیت ویژه ای در همگن سازی (در اینجا مولیبدن) آلیاژ خواهد داشت.