بررسی نفوذ مولیبدن و تشکیل تقویت کننده‌‌های درجا درکامپوزیت مخلوط پودری ti-10mo-1.5b4c تف‌‌جوشی شده‌‌ی قوس پلاسمای جرقه‌‌ای در دما و زمان‌‌های مختلف

مقدمه: بوراید تیتانیم و کاربید تیتانیم می‌‌تواند موجب تقویت آلیاژهای زمینه تیتانیم - مولیبدن، باشد. اگر این تقویت کننده‌‌ها بصورت درجا و آن هم با یک واکنش گرمازا (بین زمینه و تقویت کننده‌‌ی برون­جا) ایجاد شوند، گرمای آن واکنش نیز به نفوذ بیشتر مولیبدن در زمینه و درنتیجه تقویت فاز بتا منجر خواهد شد. هدف اصلی از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر افزودن 5/1 درصد وزنی تقویت کننده برون­جای کاربید بور به آلیاژ تیتانیم - مولیبدن در دما و زمان‌‌های مختلف می‌‌باشد. بدین ترتیب تاثیر افزایش دما، زمان تف‌‌جوشی و گرمای واکنش گرمازا بر میزان چگالش، بهبود حلالیت مولیبدن در تیتانیم، تشکیل محصولات فازی هیبریدی ( تقویت‌‌کننده‌‌های درجا) و در پایان خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی، استحکام پارگی عرضی و سختی بررسی می‌‌شود.  روش‌‌: مخلوط پودری ti-10mo-1.5b4c، ابتدا تحت فشار10 مگاپاسکال و همزمان با افزایش تحت فشار میانی 20 مگاپاسکال و نهایتا بعد از رسیدن به دماهای تف‌‌جوشی (دماهای 1150، 1300 و °c1450) تحت فشار نهایی50 مگاپاسکال به مدت زمان 5 و 10 دقیقه قرار گرفتند و بدین ترتیب شش نمونه به روش تف‌‌جوشی قوس پلاسما ساخته شد. تحولات ریزساختاری، خواص فیزیکی و مکانیکی و آنالیز فازی نمونه‌‌های تف‌‌جوشی شده مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌‌ها: به طور کلی با ازدیاد دما و زمان تف‌‌جوشی، چگالی افزایش یافت فقط در دمای °c1450 بمدت 10 دقیقه کاهش جزئی مشاهده شد به همین ترتیب خواص مکانیکی نیز تقریبا روند مشابهی نشان داد. در واقع تاثیر افزایش دما بر پیشرفت واکنش تیتانیم - کاربید بور بیشتر از افزایش زمان تف‌‌جوشی بوده است. ضمنا لازم به ذکر است که افزایش دما و زمان تف‌‌جوشی منجر به انحلال بیشتر مولیبدن درزمینه تیتانیم شده است، ولی در اینجا نقش واکنش گرمازای تقویت کننده برون‌‌جا با زمینه را نیز نباید نادیده گرفت.نتیجه‌‌گیری: افزایش دما و زمان تف‌‌جوشی منجر به تولید فازهای درجای بیشتر می‌‌شود که پیوند قوی با زمینه ti دارند. در ضمن استفاده از تقویت کننده درجایی که با زمینه واکنش گرمازا دهد و تقویت کننده درجای مورد نیاز را فراهم نماید به نوبه‌‌ی خود از اهمیت ویژه ای در همگن سازی (در اینجا مولیبدن) آلیاژ خواهد داشت.

mo diffusion and in-situ formation of reinforcement in spark plasma sintering of powder mixed ti-10mo-1.5b4c composite at different temperatures and holding time

introduction: titanium boride and titanium carbide are the most important ceramic particles to reinforce titanium-molybdenum alloys. if an external reinforcement with an exothermic reaction causes the production of those reinforcements, the heat of reaction can promote the diffusion of molybdenum in the matrix.methods: in this research, ti–10 wt.% mo–1.5 wt.% b4c composite samples was consolidated in a sps machine following cold uniaxial precompaction by applying maximum 10 mpa and then spsed in vacuum below 1 pa at 1150, 1300 and 1450°c with 50°c/min heating rate under 20 mpa pressure. subsequently at each sintering temperature the applied pressure was increased to 50 mpa and process continued for 5 and 10 min. microstructural changes, physical and mechanical properties as well as phase analysis of produced composites were evaluated.findings: totally, with rising sintering temperature and time, the density increases. only at 1450°c for 10 min, a slight decrease in density was observed. similarly, the mechanical properties improved. actually, increasing sintering temperature influences the progress of the titanium-boron carbide reaction and the decreasing porosity greater than time. here, not only increasing sintering temperature and time but also the heat of exothermic reaction encourages the diffusion of molybdenum to matrix and lead to better homogenization, consequently.  under similar elaborated arrangement, also achieving improved mechanical properties is more accessible.