بررسی خواص خوردگی- خستگی آلیاژ ti-6al-4v در محلول ringer
چکیده
در این تحقیق با انجام آزمون خستگی به روش چرخشی- خمشی بر روی نمونه¬های مختلف، رفتار خستگی آلیاژ تیتانیوم ti-6al-4v مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه آزمون خوردگی- خستگی بر روی نمونه های مشابه در سطوح تنشی متناظر با آزمون خستگی انجام شد. نمونه های حاصل از آزمون خستگی به عنوان نمونه های شاهد در نظر گرفته شده و نتایج حاصل از انجام آزمون خستگی در هوا با نتایج حاصل از آزمون خوردگی- خستگی در محلول رینگر مقایسه شدند. در روند انجام آزمون ها، جهت تعیین ترکیب شیمیایی فازهای مختلف و همچنین بررسی ریز ساختار و تحلیل نحوه اشاعه ترک از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری استفاده گردید. همچنین جهت تجزیه تحلیل تصاویر میکروسکوپی از نرم افزار mip و جهت رسم نمودار ها از نرم افزار microsoft excel 2013 استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون خستگی در هوا نشان داد که نمونه های تیتانیومی ti-6al-4v در دمای محیط، دارای حد خستگی برابر با 490 مگاپاسکال و عمر خستگی برابر با 107× 2/1 چرخه می¬باشند. همچنین مطالعات ریزساختاری نشان داد که ترک¬های خستگی هم از سطح و هم از داخل نمونه جوانه زنی و اشاعه پیدا نموده اند. ضمناً این ترک ها در حین اشاعه، پس از برخورد به فاز ? از مسیر خود منحرف می شوند. مطالعات خوردگی- خستگی بر روی نمونه های یکسان با آزمون خستگی نشان داد که حضور محیط خورنده در اطراف نمونه همزمان با اعمال بار چرخه ای از یک سو سبب کاهش چشمگیر عمر خستگی آلیاژ شده و از سوی دیگر سبب حذف حد خستگی می گردد. علاوه بر این مطالعات ریزساختاری بر روی سطوح شکست ناشی از خوردگی- خستگی نشان داد که جوانه زنی ترک خستگی از عمق پله های خوردگی آغاز شده و همزمان با نفوذ محلول به داخل ترک، به سمت مرکز نمونه اشاعه می یابند. همچنین شکل ظاهری، ابعاد و نحوه اشاعه ترک خستگی در آزمون خوردگی- خستگی کاملاً با ترک های ایجاد شده در آزمون خستگی متفاوت بوده و سطح شکست حاصل از آزمون خوردگی- خستگی نیز دارای ظاهری کاملاً متفاوت با سطح شکست خستگی می باشد. مطالعات تکمیلی بر روی سطوح شکست نشان داد که نسبت مساحت ناحیه ناشی از خستگی به مساحت ناحیه ناشی از شکست نهایی در آزمون خوردگی- خستگی به شدت کاهش می یابد.