بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم

بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم

مقاومت سایشی پایین تیتانیم و آلیاژهای آن کاربرد آنها را در ساخت ماشین آلات محدود می کند. از این لحاظ روشهای سخت کاری سطحی تیتانیم و آلیاژهای آن، که تمایل به افزایش خواص ضد اصطکاکی آنها دارند، از اهمیت قابل توجهی برخوردارند. آلیاژسازی لیزری یکی از برجسته ترین روشهای اصلاح مقاومت سطحی می باشد. در این تحقیق، ما خصوصیات ویژه تشکیل ساختاری لایه های سطحی آلیاژ تیتانیم VT3-1  در طی آلیاژسازی لیزری از پوششهای پس مانده محتوی مخلوطی از کاربید بورB₄C  و کروم را بررسی کردیم.

فرآوری لیزری در یک واحد لیزر ضربانی(پالسی) ” “Kvant-15انجام شد. ترکیب فاز در یک پراش سنجDRON-2.0  با تابش K_α تک فام سازی شده تعیین گردید. ساختار در زیر میکروسکوپ نوری   MIM-8 بررسی شد و ریزسختی بر روی دستگاه  PMT-3 اندازه گیری شد. آزمایش ضد اصطکاک نمونه های آلیاژیVT3-1  در یک واحد آزمایشگاهی SMTS-2 تحت اصطکاک لغزشی در روغن صنعتی۱۲۰-A جفت شده با نمونه های فولاد سخت شدهShKh15(HRC 65)  انجام شد.

پس از آلیاژسازی لیزری، تیتانیم فاز α،TiO₂  (روتیل) و بوریدهای تیتانیم TiB، Ti₃B₄، Ti₂B ₅ در لایه سطحی نمونه ها بوسیله آنالیز ساختاری پرتوX  شناسایی گردید. علاوه بر این، مقدار ناچیزی کاربید بورB₄C در ساختار وجود دارد. لایه سطحی شامل یک ناحیه گذاری(ذوب) که ساختار شاخه ای(دندریتی) دارد و ضخامت آن تقریبا ۲۷۰ µm  است و یک ناحیه تاثیر گرمایی که یک لایه کم رنگ پهن است، می باشد. ریز سختی ناحیه گذاری(ذوب)۱۰۰۰ H– 950 است. در ناحیه تاثیرگرمایی، ریز سختی بطور یکنواخت کاهش می یابد و با مقدار اولیه۳۲۰ H  در فاصله ۶۰۰ µm –500  از سطح مطابقت دارد. افزایش ریز سختی در لایه های سطحی در اثر تشکیل بوریدهای تیتانیم در نتیجه تجزیه گرمایی کاربید بور در حمام ذوب حاصل می شود.

بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم

شکنندگی(تردی) لایه های سطحی مانعی برای بوردهی سطحی می باشد. ما برای پایین تر آوردن تمایل به تشکیل ترک(شکاف)،آلیاژسازی لیزری ترکیبی سطح آلیاژ باکاربید بور و کروم را آزمایش کردیم. نسبت بهینه کروم به کاربید بور از نتایج آزمایش به ترکیب آلیاژی:  Cr  +  ۷۵%  B₄C 25% ؛  ۵۰%  Cr  +  ۵۰%  B₄C؛ ۷۵%  Cr  +  ۲۵%  B₄C و  انتخاب گردید.

فازهای زیر در لایه سطحی نمونه ها پس از آلیاژی لیزری پیچیده(کمپلکس) مشاهده شد: a-Ti، TiB، Ti₃B₄، Ti₂B₅، TiC، B₄C و Cr₂Ti. گر چه کروم یک پایدار کننده b نسبتا قوی است، فاز b بوسیله روش آنالیز ساختاری پرتوX  در مجاورت لایه سطحی نمی باشد. تشکیل Cr₂Ti بین فلزی ما را به این فرض رهنمون می شود که تجزیه اوتکتوئید فاز b در دماهای بالا روی میدهد. این امر به احتمال زیاد با این واقعیت همراه است که تیتانیم و آلیاژهای آن رسانایی گرمایی نسبتا پایینی دارد و سرعت خنک سازی ناحیه تابش یافته با لیزر در فاصله دمایی ۷۰۰^۰C– 400 برای تثبیت مقدار مناسبی از فاز دمای بالا بسیار پایین است. علاوه بر این، هر بخش از ناحیه آلیاژسازی لیزری تحت فعالیت گرمایی تکراری حوزه های دمایی از نواحی مجاور(همسایه) قرار می گیرد.

سختی لایه سطحی پس از آلیاژسازی لیزری با مخلوط کروم و کاربید بور نسبت به پس از آلیاژسازی با کاربید بور خالص کمی بالاتر است (شکل ۱). این امر می تواند بوسیله وجود مقدار زیادی بورید، کاربید و بین فلزهای تیتانیم در لایه سطحی توضیح داده شود. در این مورد، هیچ شکافی در ریز ساختار وجود ندارد. این امر کاهش شکنندگی لایه لیزری را نشان میدهد. هنگامی که مقدار کروم در ترکیب آلیاژی از ۲۵% به ۷۵% افزایش می یابد، ریز سختی از ۱۱۶۰ به ۱۰۴۰ H  کاهش پیدا می کند.

بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم

بنابراین، حتی مقدار کمی کاربید بور در پوششهای آلیاژی منجربه تشکیل ترکیبات تیتانیم با بوروکربن میشود. این امر، به نوبه خود، سختی لایه های سطحی را بطور محسوسی افزایش میدهد. ترکیب دارای ۲۵ درصدB₄C  به عنوان ترکیب بهینه در نظر گرفته میشود زیرا از نظر سختی لایه سطحی از سایر پوششها عالی تر است و از نظر مقدار کاربید بور برتری دارد چون شکنندگی لایه آلیاژ شده در این مورد کاهش می یابد.

آزمایش ضد اصطکاک در نمونه های اولیه (بدون سخت سازی سطحی) و پس از آلیاژسازی لیزری از پوششهای محتوی ۲۵ درصد B₄C انجام شد. به منظور تشکیل یک فیلم جداگانه بر روی سطوح در تماس اصطکاک برای جلوگیری از گیرپاژ (گیر افتادگی)، کلسیم فلوئورید وارد ترکیب پوشش شد. نتایج آزمایش های ضد اصطکاک در جدول ۱ ارائه شده است.

گیر افتادگی سطوح اصطکاک در طی آزمایش نمونه های اولیه مشاهده شد. این امر دلیلی بر سایش شدید و ضریب اصطکاک بالای آن بود. ضریب اصطکاک و سرعت سایش نمونه ها در نتیجه آلیاژسازی لیزری بطور محسوسی کاهش می یابد. این نکته باید خاطرنشان شود که در مرحله شکست داخلی، هیچ نشانه ای از اثر کلسیم فلوئورید بر خصوصیات ضد اصطکاک سطوح اصطکاکی وجود ندارد و ضریب اصطکاک نمونه ها بعد از پایان یافتن فرآیند شکست داخلی بطور قابل توجهی افزایش می یابد (شکل ۲).

بنابراین، آلیاژسازی لیزری آلیاژهای تیتانیم از پوششهای پس مانده، استفاده از آنها در جفت های اصطکاک لغزشی را امکانپذیر می سازد.

بوردهی لیزری آلیاژهای تیتانیم

نتیجه گیری

1. آلیاژسازی لیزری آلیاژهای تیتانیم با مخلوطی از کاربید بور و کروم منجر به ایجاد لایه های بوردهی شده بسیار سخت بر روی سطح میشود (حتی با مقادیر B₄C پایین).

2. ورود کلسیم فلوئورید به ترکیب آلیاژی در اصلاح قابل توجه خواص ضد اصطکاک ِآلیاژها مشارکت می کند.