اثر عمليات حرارتي بر ساختار و خواص مكانيكي آلياژ TMZF

كارشناسي ارشد

چكيده تيتانيم و آلياژهاي آن كاربرد وسيعي در ساخت ايمپلنت¬هاي ارتوپدي و پزشكي دارند. علت اين امر، دارا بودن تركيبي از خواص مطلوب مانند نسبت استحكام به وزن بالا، مدول الاستيك پايين، مقاومت به خوردگي بسيار بالا و زيست سازگاري خوب مي¬باشد. تيتانيم خالص تجاري با وجود داشتن زيست سازگاري مناسب، استحكام پاييني دارد و از اين رو، روند تحقيق بر روي آلياژهاي گوناگون تيتانيم شكل گرفته است. در پژوهش حاضر، به عمليات حرارتي يكي از آلياژهاي تيتانيم بتا به نام TMZF (Ti-12Mo-6Zr-2Fe) كه در پزشكي كاربرد دارد، پرداخته شده است. هدف از انجام اين تحقيق، دستيابي به تركيب مناسبي از استحكام، انعطاف¬پذيري، مدول الاستيك و سختي در آلياژ، ايجاد ساختار زمينه يكنواخت (دانه¬هاي ريز تبلور مجدد يافته بتا)، رسوب¬گذاري فاز آلفاي ريز به صورت همگن و جلوگيري از تشكيل فاز امگا تا حد امكان بوده است. پس از انجام مراحل ذوب و آلياژسازي و توليد شمش در كوره VAR، نورد گرم در دو مرحله روي شمش انجام شد. سپس نمونه¬هايي از آن براي انجام آزمايش¬ها برش داده شدند. بر نمونه¬ها آنيل در دماهاي مختلف اعمال شد تا مناسب¬ترين دماي آنيل به دست آيد. در مرحله بعد، پس از آنيل، نورد سرد با دو مقدار كاهش 18% و 26% روي برخي نمونه¬ها انجام شد و در پايان، همه نمونه¬هاي آماده شده در دماها و زمان¬هاي مختلف تحت پيرسازي قرار گرفتند. دماي C°770 به عنوان مناسب¬ترين دما براي انجام آنيل انتخاب شد. در نمونه¬هاي پير شده در كمتر از C°500 رسوب امگا تشكيل شد و در نمونه¬هايي كه در بيشتر از اين دما پير شدند، رسوب α تشكيل شد. همچنين، نتيجه گرفته شد كه در زمان پيرسازي 6 ساعت، دماي C°350 و C°450 بيشترين سخت¬شوندگي را به ترتيب به مقدار HV509 و HV66/506 در آلياژ ايجاد مي-كنند. با اين وجود، فاز امگا داكتيليته را بسيار كاهش مي¬دهد. انجام كار سرد قبل از پيرسازي تاثير چنداني بر خواص آلياژ نداشت. در مجموع، مي¬توان پيرسازي در C°500 به مدت 6 ساعت را از ميان شرايط آزمايش شده در اين تحقيق، مناسب¬ترينِ آن¬ها براي پيرسازي اين آلياژ دانست. واژه‌هاي كليدي: آلياژ تيتانيم بتا، عمليات حرارتي، پيرسازي، كار سرد

188554

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عباسي

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر ابوطالبي - دكتر سيدين