نقش تقویت کننده ی برون جای B4C و درون جای TiC و TiBw در تحولات ساختاری آلیاژ مخلوط پودری Ti-10Mo

درکامپوزیت های زمینه تیتانیم - مولیبدن تقویت شده با ذرات کاربید بور که به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای تولید می شوند، واکنش بین زمینه و ذرات تقویت کننده می تواند موجب شکل گیری ترکیب هیبریدی TiB + TiC شود. از طرفی ساختار کریستالی آلیاژهای تیتانیم - مولیبدن به شدت به مقدار مولیبدن اضافه شده وابسته بوده و با توجه به نتایج بدست آمده در پژوهش های قبلی مشخص شده است که برای دستیابی به توزیع یکنواختی از ساختار دوفازی آلفا + بتا و خواص مکانیکی بهینه، بایستی حداقل 10 درصد وزنی مولیبدن به تیتانیم افزوده شود. لذا هدف اصلی از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر افزودن 5/0 درصد وزنی کاربید بور به آلیاژ تیتانیم - مولیبدن در دمای های تف جوشی مختلف بر میزان چگالش، بهبود حلالیت مولیبدن در تیتانیم (که موجب تحولات ساختاری به β و β+α می شود) و شکل گیری محصولات فازی با ترکیب هیبریدی مذکور است.

به همین منظور، نمونه هایی با ترکیب Ti -10Mo- 0.5B4C  در دماهای 1150، 1300 و 1450 درجه سانتیگراد برای مدت زمان 5 دقیقه و تحت فشار 50 مگاپاسکال به روش SPS تف جوشی شدند. تحولات ریزساختاری و خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های تولیدی بعنوان معیاری برای سنجش تاثیر افزایش دما در میزان تولید تقویت کننده های درجا و به تبع آن مقدار فاز بتای تولید شده در نتیجه ی ترغیب واکنش های گرمازای موضعی و تعیین مکانیزم، مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه براین برای دستیابی به نتایج دقیق تر، بررسی های کیفی همچون آنالیز فازی نمونه های تف جوشی شده انجام شد.  

نتایج نشان داد که با ازدیاد دمای تف جوشی، چگالی افزایش یافته است. هم چنین انجام واکنش بین ذرات کاربید بور با زمینه نیز ترغیب شده و موجب پیدایش تقویت های درجای TiB و TiC شده است. ازطرفی استقرار نسبتا یکنواخت شان در زمینه دلیلی بر بهبود خواص مکانیکی می باشد. در این میان بایستی به تاثیر انحلال بیشتر مولیبدن و متعاقبا یکنواخت شدن بیشتر آن نیز اشاره کرد.

افزایشی چگالی با دمای تف جوشی، از دلایل مهم بهبود خواص مکانیکی می باشد. با توجه به بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت ها، مشاهده شد که استحکام کشش نهایی (UTS) و همچنین ازدیاد طول نمونه های کامپوزیتی با افزایش دمای تف جوشی، افزایش یافت. افزایش دمای تف جوشی منجر به تراکم نسبی بالاتر و تولید فازهای درجای بیشتر گردید.