Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mahmood Monir-vaghefi
مهدی صالحی (استاد راهنما) سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Shoja Razavi
رضا شجاع رضوی

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
در این تحقیق نیتراسیون سطحی لیزری آلیاژ Ti-6Al-4V توسط تابش پرتو لیزر پالسی Nd:YAG و دمش هم زمان گاز نیتروژن انجام شد. با تغییر انرژی پالس لیزر، سرعت حرکت نمونه و نرخ خروج گاز نیتروژن، شرایط مناسب جهت ایجاد یک لایه نیتریدی بدون ترک بر روی سطح مشخص شد. ارزیابی ریزساختار و فازهای تشکیل شده در ناحیه ذوب لیزری توسط میکروسکپ‌های نوری، الکترونی عبوری و آنالیزهای EDS, XPS, XRD انجام شد. رفتار خوردگی نمونه‌ها توسط آزمون های غوطه‌وری و پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک در محلول های اسید کلریدریک و اسید نیتریک مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت ریز سختی سطح و مقاومت به سایش نوسانی نمونه‌ها در هوا و محلول رینگر بررسی شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که ساختار سطح نمونه‌ها شامل یک لایه نیترید تیتانیم پیوسته، دندریت های TiN عمود بر سطح در فاز زمینه ، سوزن های TiN 0.3 در زمینه با جهات تصادفی و در زیر آن منطقه متاثر از حرارت بود. نیتراسیون سطحی لیزری با انرژی پالس mJ 500، سرعت حرکت نمونه mm/s 5/1 و نرخ خروج گاز نیتروژن lit/min 30، سطحی عاری از ترک، با سختی بالا، شیب سختی مناسب و پیوند متالورژیکی خوب با زیرلایه را ایجاد ‌نمود. وجود یک لایه پیوسته TiN بر روی سطح و نیز ایجاد لایه رویین TiN x O y در اسیدکلریدریک و اسید نیتریک، مقاومت به خوردگی مناسبی را ایجاد‌کرد. در ضمن حضور دندریت های سخت TiN و فازهای TiN 0.3 در زیر آن ها، مقاومت به سایش نمونه‌های لیزر شده را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش ‌داد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی