تاثیر افزودن منگنز بر مقاومت به اکسیداسیون Ti-48Al تولید شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

Abstract

آلومیناید تیتانیم و آلیاژهای آن، از خواص منحصر به فردی نظیر چگالی پایین (تقریبا g/cm3 4)، دمای ذوب بالا (تقریبا °C1460) و استحکام دمای بالای عالی برخوردارند و بههمین دلیل، در سال های اخیر مورد توجه صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و نیروگاهی قرار گرفته اند. ترکیب بین فلزی Ti-48Al و آلیاژهای آن با 5/1، 3 و 5 درصد (اتمی) منگنز، بهروش آلیاژسازی مکانیکی با یک آسیای سیاره ای از جنس کاربید تنگستن و با گلوله هایی از همین جنس تحت محیط گاز آرگون بهمدت زمان 50 ساعت با استفاده از پودرهای عنصری تولید شدند. برای چگالش پودرها، از عملیات فشردن سرد با حداکثر نیروی 40 تن استفاده شد و عملیات حرارتی تحت گاز آرگون در دمای °C 1050 و در یک کوره ی الکتریکی لوله-ای از جنس کوارتز، انجام شد. نتایج آزمون پراش پرتوی ایکس نشان دادند که افزودن منگنز به ترکیب Ti-48Al حین آلیاژسازی مکانیکی، سبب تشکیل فاز جدیدی در مجموعهی آلومیناید تیتانیم نشده است. مشاهدات میکروسکپ الکترونی روبشی از نمونه های چگالش یافته نشان دادند که پیوند ذرات پودری بهخوبی در دمای عملیات حرارتی °C 1050 برقرار شده است. نتایج سختی سنجی نشان دادند که سختی ترکیب Ti-48Al در حدود 1/22 راکول سی می باشد که با افزودن منگنز به آن تا 5 درصد اتمی، به تقریبا 7/40 راکول سی افزایش می یابد. ارزیابی رفتار اکسایش نشان داد که مقاومت به اکسایش ترکیب Ti-48Al-5Mn در دمای °C 900، اندکی کمتر (حدود g 015/0) از مقاومت به اکسایش Ti-48Al می باشد. افزون بر این، برعکس آلیاژ Ti-48Al-5Mn، در زمان های اکسایش بیشتر از 14000 ثانیه، ترکیب Ti-48Al به اکسایش حالت پایا رسیده است. تصویرهای میکروسکپ الکترونی روبشی و نتایج آزمون طیف سنجی توزیع انرژی نشان دادند که علت کم تر بودن مقاومت به اکسایش آلیاژ حاوی 5 درصد منگنز در مقایسه با Ti-48Al، تشکیل روتیل بر روی سطوح اکسید شده ی Ti-48Al-5Mn در دمای °C 900 می باشد.