بررسي مكانيزم تشكيل آلياژ Ti6Al4V نانو ساختار حين فرآيند آلياژ سازي مكانيكي

Evaluation of formation mechanism of nanostructured Ti6Al4V alloy during mechanical alloying

آلياژ Ti6Al4V پركاربردترين آلياژ دو فازي (α+β) پايه تيتانيم است. در اين تحقيق ساخت آلياژ Ti6Al4V نانو ساختار با استفاده از آلياژ سازي مكانيكي پودرهاي تيتانيوم، الومينيوم و واناديون بررسي شد و مكانيزم تشكيل آن حين آسياب كاري مشخص گرديد. نتايج بررسي هاي نشان داد كه تشكيل Ti6Al4V نانو ساختار در فرآيند آلياژ سازي مكانيكي با نفوذ اتم هاي آلومينيوم و واناديوم در تيتانيوم و تشكيل محلول جامد نيمه پايدار (Ti(Al,V انجام مي شود. آناليز XRD به منظور بررسي تغييرات در ريز ساختار پودرها پس از زمان هاي مختلف آسياب كاري انجام شد. نتايج بررسي ها نشان داد محلول جام (α-Ti(Al,V پس از 10 ساعت آسياب كاري تشكيل مي شود. در اين راستا افزايش زمان آسياب كاري موجب پايداري فاز β-Ti در زمينه α-Ti شد به گونه اي كه پيك هاي تفرق (α-Ti(002 و (α-Ti(103 به ترتيب به سمت موقعيت پيك هاي (β-Ti(211 و (β-Ti(110 جابجا شد. افزايش زمان آسياب كاري تا 20 ساعت موجب تشكيل آلياژ Ti6Al4V با اندازه دانه حدود 20 نانو متر شد.

The method of mechanical alloying (MA) is used to obtain nanostructured Ti6Al4V powder. A stoichiometric mixture of Ti, Al and V powders was subjected to intense mechanical treatment in a planetary ball mill. XRD and EDS analysis were used to study the structural changes of powders. Results showed mainly the Ti(Al,V) solid solution formation after 10 h milling. Prolongation of the milling process up to 20 h leads to the -Ti phase stabilization in the -Ti (Al) matrix by the shift of -Ti(002) and -Ti(103) diffraction peaks to the place of -Ti(211) and -Ti(110) peaks subsequently. The solid state insitu synthesis of nanostructured Ti6Al4V alloy with grain size of about 20 nm is thus obtained.