سنتز، ارزیابی خواص و سازوکار جدایش پوشش کربونیترید تیتانیم ایجاد‌شده روی سطح آلیاژ Ti-6Al-4V به روش نیتروژن-کربن دهی محفظه ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مواد، دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

در این پژوهش پوشش کربونیترید تیتانیم روی سطح آلیاژ Ti-6Al-4V به­روش نیتروژن-کربن­دهی نشانده شد و سازوکار جدایش پوشش از زیرلایه مورد بررسی قرار گرفت. به این ­منظور نمونه ­های مکعبی از آلیاژ مد­نظر درون محفظه حاوی گرافیت جاسازی شد و  مجموعه درون کوره تیوبی حاوی گاز نیتروژن قرار گرفت. پس از سنتز پوشش در دماهای1200 تا 1400 سانتی­گراد و زمان­ های 20، 40 و 60 دقیقه، بررسی­های ساختاری با استفاده از پراش ­سنج اشعه ایکس و رامان و ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف­ سنج تفکیک انرژی (EDS) انجام شد. همچنین، تاثیر حضور پوشش بر مقاومت به خوردگی آلیاژ در محلول آبی حاوی 2/5 مول اسید کلریدریک، 2/3 مول اسید نیتریک و2/3 مول اسید فلوریدریک بررسی شد. نتایج نشان داد بیش­ترین ضخامت پوشش کربونیترید تیتانیم ایجاد­شده در دمای 1400 سانتی­گراد و زمان 60 دقیقه در حدود ۵۰ میکرومتر بود. با افزایش دمای سنتز احتمال جدایش پوشش از زمینه بیش­تر شد که این پدیده به حضور لایه غنی از آلومینیوم در فصل­ مشترک پوشش و زیرلایه و در نتیجه تشکیل فازهای ترد مانند Ti3Al و همچنین اختلاف ضریب انبساط حراراتی پوشش و زیرلایه مرتبط بود. نتایج آزمون خوردگی نشان داد که تشکیل لایه کربونیترید تیتانیم سبب کاهش سرعت خوردگی آلیاژ Ti-6Al-4V از g.m-2.min-1130 برای نمونه بدون پوشش به حدود g.m-2.min-110 شد.

کلیدواژه‌ها