ایجاد پوشش‌های کامپوزیتی آلومینیم- تیتانیم- نیتروژن بر سطح تیتانیم خالص تجاری توسط فرایند قوس تنگستن-گاز محافظ

هدف از انجام پژوهش حاضر، ایجاد پوشش‌های کامپوزیتی حاوی ترکیب‌های بین‌فلزی tialnنبر سطح زیرلایه تیتانیم خالص به‌منظور ارتقای خواص سطحی آن است. در این ارتباط عملیات پوشش‌دهی با استفاده از فرایند قوس تنگستنگاز محافظ و با بهره‌گیری از سیم‌جوش آلومینیم 1100 در دو محیط آرگون و آرگون حاوی نیتروژن انجام شد. بررسی‌های فازی و ساختاری نمونه‌ها توسط دستگاه پراش‌سنج پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. مقدار سختی و رفتار خوردگی پوشش‌های حاصل نیز به‌ترتیب توسط دستگاه سختی‌سنج (ویکرز) و پتانسیواستات مقایسه شد. نتایج حاصل حکایت از امکان ایجاد ساختار کامپوزیتی حاوی ترکیب‌های بین‌ فلزی ti3al وti3al2n2 ،al3tiنبر سطح زیرلایه تیتانیم دارد. کمترین میزان فازهای ترد و عیوب جوش در شرایط پوشش‌دهی با استفاده از گاز آرگون در فصل مشترک اتصال بین تیتانیم و پوشش قابل حصول است. اگرچه با انجام جوشکاری در حضور نیتروژن در گاز محافظ، عیوب ساختاری جوش مانند تخلخل و غیریکنواختی افزایش می‌یابد، پوشش‌های حاصل در حضور این گاز از سختی بیشتر (بیش از 100 ویکرز) و مقاومت به خوردگی بالاتری (بیش از 2 برابر) در مقایسه با نمونه‌های حاصل تحت گاز محافظ آرگون برخوردار بودند.

Development of Al-Ti-N Composite Coatings on Commercially Pure Ti Surface by Tungsten Inert Gas Process

The present work aims to modify surface properties of pure Ti by development of TiAlN intermetallic composite coatings. In this regard, tungsten inert gas (TIG) cladding process was carried out using Al 1100 as filler rod with Ar and Ar+N2 as shielding gases. Phase and structure of the samples were investigated by Xray diffraction (XRD) technique, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Hardness values and corrosion behavior of the obtained coatings were also compared using Vickers microhardness tester and potentiostat, respectively. The results showed that composite structure containing Al3Ti, Ti3Al2N2 and Ti3Al intermetallic compounds could be formed on the surface of pure Ti. Amounts of brittle phases and welding defects at the titaniumcoating interface were least by welding under pure Ar shielding. Despite the increasing amount of structural defects such as porosity and nonuniformity under Ar+N2 shielding, the prepared coatings had higher hardness (more than 100 HV) and corrosion resistance (more than twice) compared with those obtained under Ar shielding.