ارزيابي تاثير فشار و دما بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Ti-6Al-4Vتف جوشي شده به روش پلاسماي جرقه اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، تأثير متغيرهاي دما و فشار در فرايند تف‌جوشي پلاسماي جرقه‌اي (SPS) بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Ti-6Al-4V مورد بررسي قرار گرفت. هدف اصلي، بهينه‌سازي شرايط تف‌جوشي جهت ارتقاي خواص مكانيكي قطعه نهايي بود. براي اين منظور، پودر آلياژ Ti-6Al-4V با استفاده از آزمون‌هاي پراش پرتو ايكس و طيف‌سنجي فلورسانس پرتو ايكس آناليز شد و 16 نمونه با تركيب سطوح مختلف دما (900، 1000، 1100 و 1200 درجه سانتي‌گراد) و فشار (30، 50، 70 و 90 مگاپاسكال) به مدت 5 دقيقه تف‌جوشي شدند. پس از تف‌جوشي، نمونه‌ها مجدداً با آزمون پراش پرتو ايكس از نظر فازي بررسي شدند. همچنين خواص فيزيكي و مكانيكي نمونه‌ها از طريق آزمون چگالي‌سنجي و سختي‌سنجي ارزيابي شد. چگالي نمونه‌ها بين 4/08 تا 4/47 گرم بر سانتي‌متر مكعب و سختي آن‌ها بين 266 تا 377 ويكرز متغير بود. بر اساس نتايج، نمونه‌اي كه در دماي 1200 درجه سانتي‌گراد و فشار 50 مگاپاسكال توليد شده بود، به‌عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. ريزساختار اين نمونه با ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد و آزمون‌هاي مكانيكي شامل كشش، فشار و سايش روي آن انجام گرفت. نتايج نشان داد ضريب اصطكاك در نيروهاي 20 و 70 نيوتن در محدوده 0/04 تا 0/5 و در نيروي 50 نيوتن در محدوده 0/5 تا 0/6 بود. همچنين، استحكام كششي، استحكام فشاري و چقرمگي شكست به ترتيب برابر با 894، 1440 مگاپاسكال و 170/43 ژول بر مترمكعب به دست آمد. در پايان، خواص مكانيكي نمونه بهينه با نمونه‌اي كه به روش فورج توليد شده بود مقايسه شد. در نمونه فورج‌شده، استحكام كششي 813 مگاپاسكال، چگالي 4/42 گرم بر سانتي‌متر مكعب و سختي 360 ويكرز به دست آمد كه در مقايسه با روش تف‌جوشي پلاسماي جرقه، عملكرد پايين‌تري داشت. اين نتايج نشان مي‌دهد فرايند تف‌جوشي پلاسماي جرقه‌اي مي‌تواند روشي كارآمد براي توليد قطعات با خواص مكانيكي بهبود‌يافته در آلياژ Ti-6Al-4V باشد.

237994

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان