بررسی رفتار خوردگی آلیاژ Mo۱۰-Ti پرینت سه بعدی شده؛ دانشجو: کریم آواک، ش.د. ۹۹۰۷۴۱۰۰۲

نام نویسنده (دانشجو):
محل دفاع: دانشکده مهندسی مواد- دانشگاه صنعتی سهند
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد
سمت استاد در پایان‌نامه: استاد راهنما

چکیده:

چکیده

یکی از روش های نوین تولید آلیاژ Mo10-Ti  روش ذوب لیزری انتخابی می‌باشد باتوجه به ساختار لایه‌ای این فرآیند تشکیل یک ساختار گرادیانی انتظار می‌رود. معمولا در آلیاژهای دو یا چند جزئی که با این روش ساخته می‌شوند، پیش بینی می­شود که لایه­های در ابتدا پرینت شده به دلیل تجربه حرارتی لایه­هایی که بر روی آن‌ها ساخته می‌شوند از همگنی بیشتری برخوردار باشند. این گرادیان ساختاری باعث ایجاد ناهمگونی نسبتا درجه بندی شده که می‌تواند ویژگی های مناطق مختلف یک قطعه از جمله رفتار خوردگی را تحت تاثیر قرار دهد.

در این پژوهش، آلیاژ Mo10-Ti با ساختار لایه‌ای با مخلوط پودرهای عنصری تیتانیوم و مولیبدن و به روش ذوب لیزری انتخابی در 120 لایه هر کدام به ضخامت 25 میکرون پرینت شد. چگالی نمونه پرینت شده اندازه­گیری و سپس فازهای تشکیل دهنده مخلوط پودری و همچنین نمونه پرینت شده با استفاده از XRD شناسایی شد. ریزساختار قسمت های مختلف سطح مقطع و سطح بالایی و پایینی نمونه‌، به منظور بررسی گرادیان ریزساختاری توسط میکروسکوپهای نوری و الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر گرادیان ریزساختاری بر فازها و رفتار الکتروشیمیایی بررسی شد. برای همگن شدن ریزساختار و نفوذ هرچه بهتر مولیبدن، نمونه تحت عملیات حرارتی قرار گرفته و تاثیر آن بر گرادیان ریزساختاری، فازهای تشکیل دهنده و رفتارالکتروشیمیایی بررسی شد.

آنالیز XRD نشان‌دهنده نفوذ و انحلال مولیبدن در زمینه تیتانیوم بود. بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی مشخص کرد که گرادیان ریزساختاری از انحلال مولیبدن از بالا تا پایین نمونه وجود دارد، به‌طوری‌که لایه‌های پایین‌تر از نظر انحلال مولیبدن همگن‌تر از لایه‌های بالاتر است. این گرادیان ریزساختاری باعث تفاوت در  شدت الگوهای XRD مربوط به فاز آلفا و بتا در سطح بالا و پایین نمونه شده بود.  همچنین این گرادیان ساختاری بر رفتار الکتروشیمیایی نمونه‌ها تاثیر گذار بود. لایه‌های پایین‌تر دارای ناحیه غیرفعال وسیع‌تر، پتانسیل حفره‌دار شدن (Epit) و پتانسیل حفاظت (Ep) بالاتری نسبت به لایه‌های بالایی بودند. در بررسی‌های میکروسکوپی پس از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، حفرات خوردگی به صورت ترجیحی در نواحی‌ای که مولیبدن باقیمانده وجود داشت ایجاد شده بود.

بعد از سه ساعت عملیات حرارتی در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد باتوجه به سرد شدن تعادلی، شدت پیک‌های مربوط به فاز بتا کاهش و پیک های جدیدی از فاز آلفا ظاهر شد. ریزساختار نمونه شامل فازهای آلفای اولیه و بتای استحاله‌یافته بود، که فاز آلفای ثانویه داخل آن‌ها رشد کرده بود. بررسی ریزساختار لایه‌های بالایی، میانی، و پایینی نشان داد که گرادیانی در اندازه دانه‌ها و مقدار فازها به‌خوبی قابل مشاهده است و در لایه های پایینی اندازه دانه های فاز بتای استحاله یافته درشت تر و حجم فاز آلفای اولیه کاهش یافته بود. این گرادیان منجر به متفاوت بودن در رفتار الکتروشیمیایی در سطح بالایی و پایینی نمونه بعد از عملیات حرارتی شد. نمونه‌های پس از عملیات حرارتی رفتار الکتروشیمیایی بهتری در پتانسیل های بالاتر از 6000+ میلی‌ولت نسبت به نمونه‌های قبل از عملیات حرارتی از خود نشان دادند، که همگن شدن ریزساختار در این بهبود نقش داشته است.

کلمات کلیدی: Mo10-Ti، ذوب لیزری انتخابی، رفتار الکتروشیمیایی، عملیات حرارتی، نفوذ مولیبدن