تعديل البنية المجهرية والخواص السطحية لسبيكة Ti-6Al-4V بواسطة دقائق سليسايد المولبيديوم باستخدام عملية أكسدة القوس المجهرية

الباحث

نوار فاهم كاظم

المشرف

علي هوبي حليم; سمير حامد عواد

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

هندسة المواد / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

E

الكلمات المفتاحية

سبيكة Ti-6Al-4V;أكسدة القوس المجهرية;سليسايد المولبيديوم;الطلاءات السيراميكية

نظرًا لمتانتها وقوتها العالية وصلادتها الممتازة بالنسبة الى Add وزنها ، ومقاومتها المتميزة للتآكل، ومقاومة البلى، وأدائها الفائق، نُستخدم سبائك 116/1457 بشكل متزايد في أنابيب حفر ،Sy pill وصناعة معدات الطيران، ومحرك الطائرات والعديد من التطبيقات الصناعية. ومع calla فإن هذه المواد LAME ما تكون ذات صلادة مايكروية، مقاومة بلى و أكسدة ضعيفتين عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها عرضة ل "تقصف الأكسجين". تعتبر الطلاءات السيراميكية مرشحًا جيدًا لتطبيقات مقاومة البلى و التآكل نظرًا لخصائصها المتفوقة العديدة. ان تقنية أكسدة القوس المجهرية (MAO) هي طريقة كيميائية/كهروكيميائية غير تقليدية متقدمة وفعالة لترسيب طبقات سيراميكية سميكة وصلدة على سبائك 116/1417 لتحمل الأحمال الثقيلة والأكسدة وظروف مقاومة البلى الشديدة. في هذا العمل، تم استخدام (MAO)Ashee أحادية الخطوة عند age 320 فولت بتيار مستمر لترسيب طلاء السيراميك المركب TIO, المطور باستخدام وحدة طلاء محلية الصنع وإلكتروليتات معدلة. كان تركيب الإلكتروليتات هو 7132510 “NaOH (NaPO3)6.3 والتني تم تعديلها بإضافة جزيئات 512 (3 56 و7 غم/لتر) من مخلفات الأقطاب الكهربائية للأفران في المختبرات. تم استخدام طرق واختبارات توصيف مختلفة؛ مثل تحليل حيود الإلكترون (EDS) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) الصلادة، السمك؛ مجهر القوة الذرية (41734)، التآكل؛ الأكسدة:، التآكل الحارء والاختبار الكهروكيميائيء، من أجل تقييم اداء الطلاء وتوصيف اطوار ومورفولوجية الطلاءات وخواص المادة الاساس. أثبتت النتائج التأثيرات المهمة لطبقات TIO, غير المعدلة (سمك 19.08 ،pies Sve وصلابة 910 (HV وطلاءات TIO, المعدلة ب 21053 )33.12 - 26.4 ميكرومترء 930 - 1260 (HV المرسبة بواسطة عملية MAO في تحسين سطوح سبائك 1161457 عن طريق تحسين مقاومة البلى (9016.38 ل TiO; غير المعدل،ء و69.47 — 97 4% TIO2 المعدل)؛ ومقاومة التآكل ل )6%76,.96 %94.48(، والأكسدة ،(%B3 ،9/676( ومقاومة التآكل الحار (9088.8؛ 5 %93( %( مع التصاقية جيدة للطلاءات عند التأكل والاكسدة بدرجات الحرارة العالية. أظهرت طلاءات Ti0, المعدلة ه غم/لتر 1111 أفضل النتائج من بين جميع الطلاءات بسبب تأثيرات دقائق 710512 في تحسين صلادة TIO, وتقليل مساميتها وبالتالي إنتاج طبقات سميكة وكثيفة. كما أظهرت نتائج XRD و5113 و2105 ترسيب طلاء Anatase ووي110 rutile المعدل بطور و1/1051 Tis ، قبل الأكسدة والتآكل الحار وتحولها إلى الروتيل بعد الأكسدة بدرجات الحرارة العالية، وإلى اطوار الروتيل ، و110ي713 1101٠ ،115 وو0ج1ى بعد JS الحار. علاوة على ذلك، تم تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير. حيث أشارت نتائج منحنيات الاستقطاب الديناميكي إلى تناقص (Icorr) وبالتالي انخفاض CR للعينة المطلية بعد التعديل ب 210512 لطلاءات TiO, في محلول NaCl وان طلاءات MoSiy / TiO, تحسنت بنسبة 794.48 نتائج هذا الدراسة سوف تدعم الابحاث المستقبلية في مجال استخدام النفايات الصناعية السيراميكية المستخدمة في اقطاب التسخين في الأفران والأجهزة الأخرى في هندسة السطوح المستدامة لسبائك التيتانيوم باستخدام عملية الاكسدة الميكروية الدقيقة لتطبيقات البلى الثقيل والتآكل والأكسدة والتآكل الساخن.

Because of their low weight, high strength, excellent toughness, outstanding corrosion resistance, fatigue resistance, and superior process performance, Ti6Al4V alloys are frequently utilized for petroleum drill pipes, aerospace parts, engine airplane and many industrial application. Nevertheless, these materials often have low micro-hardness , poor wear resistance and poor oxidation resistance at high temperatures, which makes them vulnerable to "oxygen embrittlement. Ceramic coatings are good candidate for anti-wear and corrosion applications due to their many good properties. Micro arc oxidation (MAO) technique is an advanced and effective unconventional chemical/electrochemical method for forming thick and hard ceramic coatings on Ti alloys for heavy load carrying and oxidation and wear resistance conditions . In this work, a one-step (MAO) process at a 320V DC , was used for deposition of MoSi2 modified TiO2 composite ceramic coating using home- made coating unit and modified electrolytes. The compsitition of electrolytes was Na2SiO3 10g/l ,(NaPO3)6 8g/l, and NaOH 2g/l, which modified by addition of MoSi2 particles (3,5, and 7 g/l) from furnaces electrode wastes . Various characterizations methods and tests, such as electron diffraction analysis (EDS) and scanning electron microscopy (SEM), hardness, thickness, atomic force microscope (AFM), corrosion, oxidation, hot corrosion, and electrochemical test were employed, in order to assess the coating performances and the phases, morphologies, and characteristics of the substrate and coatings . The findings proved the significance effects of unmodified TiO2 coatings (19.08 μm thickness, and 910 HV hardness) and MoSi2 modified TiO2 coatings (26.41- 33.12 μm, and 930 - 1260 HV) deposited by MAO process in surface improvement of Ti6Al4V alloys by means of reduction wear at 150 min. (16.38% for unmodified TiO2, and 69.47% - 97% for modified TiO2), and reduction corrosion rate by (76.96% and 94.48%) ,oxidation in the furnace at temperature of 900 °C (67% , and 83%) , and improvement hot corrosion resistance in the furnace at temperature of 800 °C (88.8%, and 93%) with good adhesion at high temperature of corrosion and oxidation. The of 5g/l MoSi2 modified TiO2 coatings showed the best results among all coatings due to effects of MoSi2 particles in improving TiO2 hardness, decreased their porosities, and produce thick and dense coatings . Also, XRD, SEM, and EDS results showed deposition of anatase and rutile TiO2 coating modified with MoSi2 and α Ti phase before oxidation and hot corrosion and their transformation to rutile after high oxidation, and to rutile, Na2TiO3, TICL3, TiS, and Al2O3 phases after hot corrosion. Furthermore to this, the alloy samples' resistance to corrosion was greatly improved. The results of potentiodynamic polarization curves referred to decreasing (Icorr) and thus decreasing corrosion rate of the coated specimen after MoSi2 modified TiO2 coatings in NaCl solution. The MoSi2 /TiO2 coatings showed 94.48% improvement. This results from the current work will help in further future works of using ceramic industrial wastes used in the heating element in the furnaces and other devices in sustainable surface engineering of Ti alloys by micro arc oxidation process for heavy wear, corrosion, oxidation and hot corrosion applications.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب