بهبود خصوصیات سطح آلیاژ Ti64 در حضور نانو ذرات زیرکونیا با استفاده از جوشکاری TIG

Abstract

در این تحقیق از پوشش نانو ذرات زیرکونیا با ضخامت­های مختلف بر روی سطح ورق Ti-6Al-4V به منظور عملیات ذوب سطحی جهت افزایش سختی و مقاومت به سایش، با استفاده از جوشکاری TIGبدون فلز پرکننده استفاده شده است. بعد از عملیات ذوب سطحی در حضور نانو ذرات زیرکونیا، عمق لایه ذوب شده سطحی و سختی نواحی مختلف اندازه­گیری شده است. همچنین با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ SEM، ریز ساختار نواحی مختلف ذوب شده سطحی را بررسی نموده و برای مشخص نمودن حضور نانو ذرات در ناحیه ذوب شده از آنالیز عنصریEDS و از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) برای شناسایی فازهای تشکیل شده در نمونه­های ناشی از عملیات ذوب سطحی استفاده شده است. نانو ذرات به عمقی از سطح ذوب شده نفوذ کرده و منجر به ایجاد ساختار سوزنی شکل و درهمبافته گردیده است. علت تشکیل این ساختار را می­توان حضور ذرات نانو در حین عملیات ذوب سطحی و تشکیل مراکز جوانه­زا جهت ایجاد جوانه­های مناسب در مکان های مناسب دانست. نانو ذرات اعمال شده بر سطح با مکانیزم تغییر گرادیان کشش سطحی، موجب افزایش نفوذ لایه ذوب شده سطحی گردیده است. بیشترین سختی در نمونه­هایی که بالاترین مقدار نانو ذرات را دارد، حاصل شده است. سختی این نمونه­ها نسبت به فلز پایه5/2 برابر شده است. با ثابت در نظر گرفتن پارامترهای جوشکاری و افزایش نانو ذرات زیرکونیا، عمق ناحیه ذوب شده بیشتر و همچنین سختی منطقه ذوب شده نسبت به فلز پایه افزایش یافته است.