ارتقاي سختي آلياژ هوايي تيتانيوم Ti-6Al-4V با پوشش كامپوزيتي ايجاد شده به روش جوشكاري TIG

Hardness Promotion of Ti-6Al-4V Aerial Alloy Through Creation of Composite Layer by TIG Method

آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V به­ دليل دارا بودن خواصي نظير نسبت استحكام به وزن زياد و مقاومت به خوردگي داراي كاربردهاي مهمي در صنايع هوا فضا است. در مقابل، اين آلياژ مقاومت به سايش ضعيفي به ­ويژه تحت بارهاي زياد نشان مي­ دهد. در اين مقاله، با هدف بهبود سختي و در نتيجه افزايش مقاومت سايشي آلياژTi-6Al-4V ، ذرات سراميكي و بسيار سخت B4C به حوضچه مذاب در فرآيند جوشكاري TIG، افزوده شد. بررسي ­هاي ميكرو ساختاري با روش­ هاي پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه ذرات كاربيد بور تقريباً به ­طور كامل در زمينه تيتانيومي حل شده و با ورود بور و كربن به مذاب تيتانيوم و واكنش با آن، فازهاي بر مبناي TiB و TiC تشكيل شدند. مورفولوژي­ هاي فاز بر مبناي TiB به دو صورت تيغه­ اي و يوتكتيك­ شكل و فاز بر مبناي TiC كروي­ مانند بود. نتايج نشان داد كه مقدار سختي سطحي ايجاد شده، به مقدار 1020 ويكرز رسيد كه حدود 3 برابر بيشتر از آلياژ پايه بود.

Ti-6Al-4V titanium alloy due to strength to weight ratio and corrosion resistance has many applications in aerospace industries. However, this alloy shows poor wear resistance especially under high loads. In this article, with the aim of improvement hardness and wear resistance of Ti-6Al-4V titanium alloy, B4C hard particles has been added to the molten pool in TIG welding process. Microstructural investigations via XRD and SEM showed that B4C particles almost completely solved in titanium matrix and with the arrival of boron and carbon in molten titanium, phases based on TiB and TiC has been formed. Phase morphologies based on TiB was blade and eutectic shape and TiC phase was spherical like. The results showed that surface hardness is equal 1020 Vickers that is approximately 3 times more than the bare alloy