بررسی ریزساختار، خواص مکانیکی، رفتار خوردگی اتصال غیرمشابه آلیاژ زیست تخریب پذیر منیزیمaz31 به آلیاژ ti-6al-4v به روش جوشکاری اصطکاکی

در این تحقیق اتصال غیرمشابه آلیاژ زیست تخریب پذیر az31 به آلیاژ تیتانیومی ti-6al-4v به روش جوشکاری اصطکاکی چرخشی و با هدف نهایی ساخت پین یا پیچ دو جنسی ارتوپدی مورد بررسی وارزیابی قرار گرفت. از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (sem) برای بررسی ریزساختار، از پراش پرتو ایکس برای آنالیز فازی و از دستگاه آزمون پیچش و دستگاه ریز سختی‌سنج برای بررسی خواص مکانیکی و از آزمایش پلاریزاسیون تافل و امپدانس الکتروشیمیایی برای بررسی مقاومت خوردگی استفاده شد. در عملیات جوشکاری، سرعت‌ دورانی 1100، 1200 و 1300 دور بر دقیقه و زمان اصطکاک 2 و 4 ثانیه به عنوان پارامترهای متغیر، و دو پارامتر فشار اصطکاک و فشار فورج به ترتیب به میزان 50 و 40 مگاپاسکال به عنوان پارامترهای ثابت در نظر گرفته شدند. بررسی ریزساختار منطقه اتصال نشان داد که در قسمت آلیاژ تیتانیوم تقریبا هیچ‌گونه تغییر شکلی وجود ندارد، اما در سمت منیزیم بیشترین میزان تغییر شکل و با فاصله گرفتن از خط اتصال به ترتیب، منطقه اتصال(cz)، منطقه تغییر شکل جزیی (pdz)، منطقه متاثر از عملیات ترمومکانیکی(tmaz)ومنطقه تبلور مجدد دینامیکی (drx) قابل مشاهده می‌باشند. تشکیل ترکیبات بین فلزی مانند mg2alzn، ti3al و همچنین ریز شدن دانه‌ها باعث افزایش سختی ناحیه منیزیم مجاور خط اتصال تا 150 ویکرز شد.  نتایج آزمون پیچش نشان داد نمونه جوشکاری شده در شرایط سرعت دوران 1200 دور بر دقیقه و در زمان اصطکاک 4 ثانیه دارای بالاترین میزان استحکام برشی و به مقدار 81/5 مگاپاسگال و همچنین دارای بالاترین مقاومت به خوردگی در بین سایر نمونه‌ها می‌باشد.

investigating the microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of dissimilar welding of biodegradable magnesium alloy az31 to ti-6al-4v alloy by friction welding

in this research, dissimilar joining of biodegradable az31 alloy to ti-6al-4v titanium alloy by rotary friction welding method was investigated with aim of preparation of pin or screw for orthopedic applications. optical and scanning electron microscope (sem) were used to investigate the microstructure, x-ray diffraction was conducted for phase analysis, torsion and micro-hardness tests were carried out to investigate mechanical properties, and polarization and electrochemical impedance spectroscopy were employed to evaluate corrosion resistance. in the welding procedure, rotational speed of 1100, 1200 and 1300 rpm and friction time of 2 and 4 seconds were considered as variable parameters, and two parameters of friction pressure and forge pressure were considered as constant parameters at 50 and 40 mpa, respectively. the microstructure of the joint zone showed that there is no deformation in the titanium alloy side. however, in the magnesium side, the greatest amount of deformation occurred with the distance from the joint line, where weld center zone (cz), dynamic recrystallization zone (drx), thermomechanical affected zone (tmaz) and partial deformation zone (pdz) are detected. the formation of intermetallic phases such as mg2alzn, ti3al and also the refining the grains size is the main reason for increasing the hardness of the magnesium side near the joint line up to 150 hv. the results of the torsion test showed that the welded sample has the highest shear strength of 81.51 mpa and also the highest corrosion resistance among other samples at a rotation speed of 1200 rpm and a friction time of 4 seconds.