عنوان پایان‌نامه
مطالعه و بررسی خواص لایه های سطحی حاصل از فرایند های ذوب سطحی تیتانیم با استفاده ار روش TIG
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44184;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 808
- تاریخ دفاع
- ۲۰ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- اردوان وزیری
- استاد راهنما
- جعفر راثی زاده غنی, محمود حیدرزاده سهی
- چکیده
- در این تحقیق، آلیاژسازی سطحی تیتانیم به منظور مقاوم سازی سطحی توسط فرآیند قوس تنگستن (TIG) انجام پذیرفت. در ابتدا، ذوب سطحی نمونه¬ها در محیط¬های آرگن و مخلوطی از گازهای آرگن و نیتروژن انجام شد. پس از به دست آوردن محدوده مناسب پارامترها، عملیات آلیاژسازی سطحی با مخلوط¬های پودری آلومینیم و تیتانیم در محیط آرگن و نیتروژن و مخلوط¬های پودری مس و تیتانیم در محیط آرگن انجام شد. جهت شناسایی و بررسی خواص لایه¬های ایجاد شده، روش¬های پراش سنجی پرتو X، متالوگرافی، ریز سختی سنجی و سایش به کار گرفته شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش¬های انجام شده، مشاهده شد در نمونه¬های آلیاژسازی شده با مخلوط پودری آلومینیم و تیتانیم، فازهای بین فلزی TiAl3 و Ti3Al و نیتریدهای مختلف تشکیل شده¬اند و به واسطه حضور این فازها ، سختی لایه‌های سطحی ایجاد شده در مقایسه با نمونه فلز پایه تا بیش از 6 برابر افزایش یافت. همچنین در نمونه آلیاژ سطحی شده با مخلوط پودری حاوی آلومینیم، مکانیزم سایش ورقه¬ای بوده و نرخ سایش، به میزان زیادی کاهش یافت و به مقدار20% نرخ سایش فلز پایه رسید. از طرف دیگر، در نمونه آلیاژسازی شده با مخلوط پودری مس و تیتانیم، با تشکیل فازهای بین فلزی مس و تیتانیم مانند CuTi2 وCu2Ti، سختی نسبت به فلز پایه بیش از 4 برابر افزایش یافت. در نمونه آلیاژ سطحی شده با مخلوط پودری حاوی مس، پس از سایش، روی پین لایه تریبولوژیکی و در زیر سطح، تغییر شکل پلاستیک دیده شد. در این حالت، نرخ سایش نمونه آلیاژ سطحی شده، به حدود 23% نرخ سایش فلز پایه رسید. کلمات کلیدی: قوس تنگستن، تیتانیم، آلومینیم، مس، ذوب سطحی، لایه آلیاژی، مقاومت به سایش.
- Abstract
- In this work TIG surface alloying of titanium was studied. At first stage, surface melting of titanium was carried out under different conditions such as various mixtures of nitrogen and argon gasses and different currents and scan speeds. The effects of these parameters on the re-solidified zone were then studied. After achieving optimum parameters, surface alloying with different mixtures of aluminum and titanium powders carried out in an atmosphere of 80% nitrogen and 20% argon. Surface alloying with different mixtures of copper and titanium powders was also carried out in an atmosphere of argon. The structures and phases formed in the alloyed layers were then studied using XRD, OM and SEM. In the layers alloyed with aluminum powder, Ti3Al, TiAl3 and different nitrides such as Ti3Al2N2 and TiN were formed. The formation of these phases increased the hardness from 175 Hv for substrate to 1060 Hv for surface layer. Besides, the presence of these phases in the alloyed layer reduced the wear rate to less than 20% of that of the untreated sample Surface alloying with copper resulted in the formation of intermetallic phases such as CuTi2 and Cu2Ti in the alloyed region and as a result the hardness of the alloyed layer reached to values more than 1010 Hv. Moreover, formation of these phases significantly improved the wear resistance of titanium.
