روش ساده و موثر ایجاد فاز بتا با فرآیند ذوب لیزری انتخابی آلیاژ مخلوط پودریmo10-ti؛ رویکرد خوردگی

مقدمه:تیتانیوم و آلیاژهای آن به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. در این میان آلیاژهای تیتانیوم حاوی فاز β به مراتب از مقاومت به خوردگی بهتری برخوردارند. برخی از عناصر آلیاژی نظیر مولیبدن پایدار کننده ی این فاز می باشند. در میان آلیاژهای تیتانیوم حاوی این عنصر، آلیاژ mo10-ti از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در صورتیکه به توان با به کارگیری روش های نوین نظیر ساخت افزایشی و به ویژه با استفاده از مواد قابل دسترس مانند مخلوط پودری، این آلیاژ را تهیه نمود می توان آن را به عنوان روشی فراگیر معرفی کرد. روش: نمونه های mo10-ti و ti خالص به روش ذوب لیزری انتخابی چاپ شد. فازهای تشکیل دهنده، ریزساختار و رفتار خوردگی به ترتیب با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک چرخه ای و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد. یافته ها: در الگوی پراش پرتو ایکس تیتانیم خالص پودری و نمونه ی پرینت شده به ترتیب فازهای α و α/α دیده می شود. ولی در مورد mo10-ti مخلوط پودری حاوی فاز α و پیک های مولیبدن است که پس از چاپ، با نفوذ مولیبدن در تیتانیوم، فازβ ظاهر می شود. هم چنین در بررسی ریزساختاری آلیاژmo10-ti، فاز بتا به صورت رگه های مولیبدن داخل حوضچه های مذاب تیتانیوم دیده می شود، در حالی که در تیتانیوم خالص فاز بتا به صورت دانه های ستونی β در داخل آنها فاز مارتنزیت رشد کرده دیده می شود. بررسی های پلاریزاسیون نیز نشان داد که با افزودن مولیبدن به تیتانیوم خالص، چگالی جریان غیر فعال کاهش می یابد. اما لایه اکسید غیرفعال mo10-ti در پتانسیل های بالا دچار پارگی شده و باعث خوردگی حفره ای می شود. امپدانس mo10-ti بیشتر از تیتانیوم خالص است و هر دو نمونه دارای لایه اکسید غیر فعال دوگانه هستند که مقاومت لایه های اکسید آلیاژmo10-ti بیشتر از مقاومت لایه های اکسید تیتانیوم خالص است.نتیجه گیری: افزودن مولیبدن به تیتانیوم خالص، چگالی جریان غیرفعال را کاهش و پایداری فیلم اکسید را در آلیاژ mo10-ti افزایش می دهد. در شرایط پتانسیل حفاظتی، این آلیاژ مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به تیتانیوم خالص نشان می دهد. روش ذوب لیزری انتخابی مخلوط پودری mo10-ti در نوبه خود برای ایجاد فاز و بهبود مقاومت به خوردگی روش موثری بوده است.

a simple and efficient method for creating the beta phase through the selective laser melting process of ti-10mo powder mixed alloy; a corrosion approach

introduction: titanium alloys containing the β phase have much better corrosion resistance. some alloying elements, such as mo, stabilize this phase. among the ti alloys that contain this element, the ti-10mo alloy is of particular importance. if this alloy is produced using selective laser melting (slm), it will be an approach that is user-friendly due to the nature of the process.methods: samples were printed by slm process. the constituent phases were determined by xrd. the microstructure was evaluated using optical and scanning electron microscopes. corrosion behavior was evaluated by cyclic potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy.findings: in the xrd pattern of pure ti powder and printed sample, α and α/α' phases are seen, respectively. however, ti-10mo powder mixture consists of α and mo phases, the β phase is more dominant in printed sample because of the mo penetration in the ti matrix. as well as, in the microstructure of ti10mo the beta phase is seen as mo-rich streaks, whereas in pure ti it is found relatively negligible as epitaxially grown primary columnar β grains with acicular α' martensite phase. mo addition to pure ti reduces its passive current density and stabilize oxide film. however, ti-10mo alloy, with its various phases and galvanic couples, experiences rupture of the passive oxide film at higher potentials, leading to pitting corrosion. the impedance module value of ti-10mo is higher than that of pure ti. both samples have a double passive oxide film, with ti-10mo alloy exhibiting higher resistance than pure ti.