فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

تیتانیم خالص تجاری (CP) بدلیل زیست‌سازگاری عالی، کاربرد‌های زیادی در بایومواد و نیز ایمپلنت‌ها دارد. مهم‌ترین نقطه ضعف تیتانیم خالص تجاری استحکام پایین‌ آن در مقایسه با دیگر آلیاژهای تیتانیم می‌باشد. یکی از روش‌هایی که به‌وسیله آن می‌توان استحکام تیتانیم را به مقدار قابل توجهی افزایش داد روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید از قبیل فرآیند‌ فورج چند‌گانه (MDF) می‌باشند. لذا هدف پژوهش حاضر، بهبود استحکام تیتانیم CP از طریق ریزدانه‌سازی آن به‌وسیله فرآیند‌MDF است. بدین منظور قطعات تیتانیم CP پس از 1 ساعت فرآیند آنیل در دمای 800°C، تا 6 پاس تحت فرآیند MDF در دمای محیط قرار گرفتند. بررسی‌های ریزساختاری بوسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EBSD انجام گرفت. خواص مکانیکی نیز توسط آزمون‌های میکروسختی و کشش مطالعه شد. همچنین شبیه-سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس جهت پیش‌بینی توزیع کرنش فرآیند MDF انجام گرفت. نتایج بررسی‌ ریزساختار نشان داد که میانگین اندازه دانه پس از اعمال فرآیند MDF کاهش قابل توجهی می‌یابد و افزایش پاس‌های MDF باعث افزایش ریزدانه‌سازی حین فرآیند MDF می‌گردد. پس از 6 پاس فرآیند MDF میانگین اندازه دانه از 45 میکرون به 390 نانومتر کاهش می‌یابد. نتایج خواص مکانیکی نشان داد که استحکام و سختی نمونه‌ها با انجام فرآیند MDF و افزایش تعداد پاس‌های آن افزایش می‌یابند. سختی و استحکام تیتانیم CP پس از 6 پاس MDF حدود 2 برابر مقادیر متناظر آنها در نمونه آنیل شده بدست می‌آید. همچنین نتایج توزیع کرنش حاصل از شبیه‌سازی و توزیع میکروسختی نمونه‌های MDF شده نیز مطابقت خوبی نشان می‌دهند.