Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mahmood Monir-vaghefi
مهدي صالحي (استاد راهنما) سيدمحمود منيرواقفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Shoja Razavi
رضا شجاع رضوي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1381

TITLE

Corrosion and Wear Behaviour Optimization of Laser Gas Nitrided Ti-6Al-4V
Laser surface melting of Ti-6Al-4V alloy under a pure nitrogen environment was carried out with Nd:YAG pulsed laser. The microstructure, hardness, wear and corrosion behaviour of the nitrided samples were examined, using scanning electron microscopy, XRD, XPS, microhardness measurements, fretting test and anodic polarization tests i HCl and HNO 3 solution. For comparison, untreated samples were tested under the same conditions. The microstructures consisted mainly of a thin continuous layer of TiN followed by nearly perpendicular dendrites, and below this, a mixture of small dendrites and large needles, which had a random orientation. The dendritic structure was the TiN phase, the needle phase was TiN 0.3 and the matrix was nitrogen-enriched . An improvement in corrosion behaviour, associated with the presence of a good TiN coating, was observed. However, if the polarization potential is higher than threshold, or the period of immersion is sufficiently long, then the laser treated specimens will be attacked with a corrosion rate higher than untreated Ti-6Al-4V alloy. The density of TiN dendrites decreased gradually towards the interface between the nitrided layer and the substrate. The melted zone showed a range of hardness of between 400-1300 HV, this could be due to the enhanced fretting wear behavior of laser nitrided samples
چکيده در اين تحقيق نيتراسيون سطحي ليزري آلياژ Ti-6Al-4V توسط تابش پرتو ليزر پالسي Nd:YAG و دمش هم زمان گاز نيتروژن انجام شد. با تغيير انرژي پالس ليزر، سرعت حرکت نمونه و نرخ خروج گاز نيتروژن، شرايط مناسب جهت ايجاد يک لايه نيتريدي بدون ترک بر روي سطح مشخص شد. ارزيابي ريزساختار و فازهاي تشکيل شده در ناحيه ذوب ليزري توسط ميکروسکپ‌هاي نوري، الکتروني عبوري و آناليزهاي EDS, XPS, XRD انجام شد. رفتار خوردگي نمونه‌ها توسط آزمون هاي غوطه‌وري و پلاريزاسيون پتانسيو ديناميک در محلول هاي اسيد کلريدريک و اسيد نيتريک مورد ارزيابي قرار گرفت. در نهايت ريز سختي سطح و مقاومت به سايش نوساني نمونه‌ها در هوا و محلول رينگر بررسي شد. نتايج بررسي‌ها نشان داد که ساختار سطح نمونه‌ها شامل يک لايه نيتريد تيتانيم پيوسته، دندريت هاي TiN عمود بر سطح در فاز زمينه ، سوزن هاي TiN 0.3 در زمينه با جهات تصادفي و در زير آن منطقه متاثر از حرارت بود. نيتراسيون سطحي ليزري با انرژي پالس mJ 500، سرعت حرکت نمونه mm/s 5/1 و نرخ خروج گاز نيتروژن lit/min 30، سطحي عاري از ترک، با سختي بالا، شيب سختي مناسب و پيوند متالورژيکي خوب با زيرلايه را ايجاد ‌نمود. وجود يک لايه پيوسته TiN بر روي سطح و نيز ايجاد لايه رويين TiN x O y در اسيدکلريدريک و اسيد نيتريک، مقاومت به خوردگي مناسبي را ايجاد‌کرد. در ضمن حضور دندريت هاي سخت TiN و فازهاي TiN 0.3 در زير آن ها، مقاومت به سايش نمونه‌هاي ليزر شده را به ميزان قابل ملاحظه‌اي افزايش ‌داد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی