ایجاد لایه کامپوزیتی Ti/TiCبه روش در جا روی آلیاژ Ti-6Al-4V توسط لیزر Nd:YAG پالسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی و مواد، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

دراین تحقیق بااستفاده از لیزر Nd:YAG پالسی، کامپوزیت سازی سطحی به روش درجا از طریق پیش نشست مخلوط پودری گرافیت-نیکل روی سطح آلیاژTi-6Al-4V انجام شد. ساختار لایه‌ها و فازهای حاصل از عملیات کامپوزیت سازی سطحی توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) مجهز به طیف‌ سنجی انرژی پرتو ایکس (EDS) و پراش سنجی پرتو ایکس(XRD) بررسی شدند. اثر پارامترهای لیزر روی ابعاد حوضچه مذاب در بیشینه توان بررسی شد. با افزایش بیشینه توان، عرض و عمق لایه کامپوزیتی ایجاد شده افزایش می‌یابد. همچنین تاثیر پارامترهای لیزر روی قابلیت ایجاد کاربید تیتانیم به‌صورت درجا بررسی شد.بر همین اساس، با افزایش چگالی توان پرتو لیزر، درصد کاربید تیتتانیم ایجاد شده به صورت درجا افزایش پیدا می‌کند. لایه‌های سطحی حاصل از روش درجا شامل زمینه مارتنزیت تیتانیم α' به همراه دندریت‌هایTiC، TiC2 بودند. همچنین سختی لایه‌های کامپوزیتی حاصل بین 700 الی 1400 ویکرز متغیر و در مناطقی حدود 4 برار سختی زیرلایه (350-300 ویکرز) بود.

کلیدواژه‌ها


1.      J. D. Matthew, Titanium a Technical Guide, 2nd Edition, ASM International, (2000)5–7.

2.        V. A. Joshi, Titanium Alloys An Atlas of Structures and Fracture Features, Taylor and Francis, (2006) 7–15.

3.         C. Leyens, Titanium and Titanium
            Alloys
, Wiley(2003)1–10.

4.        L. A. Abel, R. T. Kiepura, M. Park, Metals Handbook, Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special Purpose Materials, 1 (1990) 586.

5.        L. J. Korb, D. Olson, J. R. Davis, S. Editor, J. D. Destefani, T. Editor, R. T. Kiepura, D. A. Humphries, ASM Hand Book, Corrosion, Vol. 13., p. 669, 1992.

6.         M. Ishii, T. Oda, M. Kaneko, Titanium and Its Alloys As Key Materials for CorrosionProtection Engineering, Nippon Steel Technical Report, (2003) 49–56.

7.        J. D. Ayers, Wear Behavior of Carbide-Injected Titanium and Aluminum Alloys, Wear, 97(1984) 249–266.

8.        M. J. Hamedi, M. J. Torkamany, J. Sabbaghzadeh, Effect of Pulsed Laser Parameters on In-situ TiC Synthesis in Laser Surface Treatment, Optics and Lasers in Engineering, 49(2011) 557–563.

9.        A. Chehrghani, M. J. Torkamany, M. J. Hamedi, J. Sabbaghzadeh, Numerical Modeling and Experimental Investigation of TiC Formation on Titanium Surface Pre-Coated by Graphite under Pulsed Laser Irradiation, Applied Surface Science, 258(2012) 2068–2076.

10.      A. F. Saleh, J. H. Abboud, K. Y. Benyounis, Surface Carburizing of Ti -6Al-4V Alloy by Laser melting, Optics and Lasers in Engineering, 48(2010) 257–267.

11.      W. M.Steen, ''Laser Material Processing, Springer'', (2006) 35-50.

 

12.       C. Langlade, B. Vannes, J. M. Krafft, J. R.Martin, Surface Modification and  Tribological Behaviour of Titanium andTitanium Alloys After YAG-Laser Treatments, Surface and Coatings Technology, 100–101(1998) 383–387.

13.      H. Ji, L. Xia, X. Ma, Y. Sun, Tribological Performance of Ti-6Al-4V Plasma-Based Ion Implanted with Nitrogen, Wear, 246(2000). 40–45.

14.      B. Wu, S. Tao, S. Lei, Numerical Modeling of Laser Shock Peening with Femtosecond Laser Pulses and Comparisons to Experiments, Applied Surface Science, 256(2010) 4376–4382.

15.      O. Hatamleh, L. Hackel, S. Forth, Effects of Different R Ratios on Fatigue Crack Growth in Laser Peened Friction Stir Welds, Materials Science Forum  in Texas, 580–582(2008) 675–680.

16.    S. Yoshihiro, S. Yuji, S. Rie, K. You-chul, Fatigue Life Enhancement of Fillet and Butt Welded Joints after Laser Peening, 41(2012) 71–76.