عنوان پایان‌نامه
ایجاد لایه کامپوزیتی حاوی ذرات روی آلیاژ تیتاتیم و مطالعه خواص سایشی آن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47122
- تاریخ دفاع
- ۲۹ آبان ۱۳۸۹
- دانشجو
- عبدالقیوم صفایی
- استاد راهنما
- جعفر راثی زاده غنی, محمود حیدرزاده سهی
- چکیده
- چکیده در این تحقیق، کامپوزیت سازی سطحی آلیاژ تیتانیم با مخلوط پودر گرافیت و تیتانیم توسط فرآیند قوس تنگستن (TIG)، به منظور بهبود خواص سطحی، انجام شد. در این راستا، جهت شناسایی و بررسی خواص لایه-های ایجاد شده، روشهای پراش سنجی پرتو ایکس، میکروسکپ نوری، میکروسکپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیزگر EDS، ریز سختی سنجی و آزمون سایش به کار گرفته شد. ذوب سطحی نمونه¬ها با لایه پودر گرافیت پیش نشست و مخلوط پودری تیتانیم و گرافیت حاوی درصد¬های مختلف وزنی گرافیت (50 ، 30 و 20 درصد وزنی گرافیت) با استفاده از فرآیند TIG در محیط گاز آرگن انجام شد. لایه¬های سطحی کامپوزیتی شامل دندریت¬های کاربید تیتانیم به همراه تیغه¬های بین فلزی AlTi3 در زمینه تیتانیمی هستند. با توجه به نتایج حاصل از میکروسختی سنجی، به دلیل تشکیل ترکیبات کاربیدی و بین فلزی، سختی از HV0.2355 تا حدود HV0.2 1010، HV0.2 1110، HV0.2 1448 و HV0.2 1280 به ترتیب برای زیرلایه و نمونه¬¬های کامپوزیتی شده با پودر گرافیت پیش نشست و مخلوط پودری تیتانیم و گرافیت حاوی 50%، 30% و 20% وزنی گرافیت افزایش یافت. هم¬چنین بررسی مقاومت به سایش لایه¬های تشکیل شده در نمونه¬های کامپوزیتی شده حاکی از افزایش چشمگیر آن در مقایسه با آلیاژ پایه بود. تشابه ساختاری لایه¬های کامپوزیتی ایجاد شده با پودر گرافیت پیش نشست و مخلوط پودری حاوی 50% وزنی گرافیت با یکدیگر منجر به سختی و رفتار سایشی تقریباً یکسانی شد. در نهایت کمترین نرخ سایش و ضریب اصطکاک برای نمونه کامپوزیتی شده با مخلوط پودری حاوی 30% وزنی گرافیت بدست آمد که به ترتیب در حدود 5 برابر و 2 برابر کمتر از آلیاژ پایه بود. کلمات کلیدی: قوس تنگستن، آلیاژ Ti-5Al-2.5Sn، گرافیت، کاربید تیتانیم، AlTi3، میکروسختی، مقاومت به سایش.
- Abstract
- Abstract In this research, feasibility of formation of composite layers by tungsten inert gas (TIG) surface melting of pre-placed layers containing mixture of titanium and graphite (50, 30, and 20 Wt. % graphite) on Ti-5Al-2.5Sn alloy was studied. X-ray diffraction, optical microscope, scanning electron microscope equipped with an EDS analyzer, microhardness testing, and wear test were used to study the structures and properties of the layers. The surface layers were composed of titanium carbide dendrites and AlTi3 intermetallic needles in a titanium matrix. According to the microhardness measurements, the hardness was highly increased by surface melting of the preplaced layers, from 355 HV0.2¬ for that of the substrate to about 1010 HV0.2, 1110 HV0.2, 1448 HV0.2, and 1280 HV0.2 for the layers produced by using powder mixtures containing 100, 50, 30, and 20 wt% graphite, respectively, due to the formation of carbide and intermetallic compounds in the layers. The wear resistance of the treated specimens was considerably improved in comparison with that of base alloy. The specimens’ surface treated with powder mixtures containing 100 and 50 wt% graphite showed similar surface hardnesses and wear rates. The minimum wear rate and friction coefficient values which were obtained for the specimen with the mixed powder containing 30wt% graphite were 5 times and twice lower than those untreated specimen, respectively. Keywords: TIG, Ti-5Al-2.5Sn alloy, composite, graphite, titanium carbide, AlTi3, microhardness, wear rate.
