محسن شیخی

در سال های اخیر آلیاژهای تیتانیم ازجمله تیتانیم خالص تجاری که نتیجه تلاش جهانی گروه وسیعی از محققان برای ارائه مجموعه ای از استحکام و شکل پذیری بالا است، توسعه یافته اند. استحکام پایین تیتانیم خالص، در مقایسه با سایر آلیاژهای متداول تیتانیم، منجر به این شده است که استحکام آن برای کاربرد در موارد مختلف ارتقاء یابد. در پژوهش حاضر تیتانیم خالص تجاری فوق ریز دانه با استفاده از فرایند ترمومکانیکی توسعه داده شده است. تأثیر متغیرهای فرآوری نظیر درصد نورد، دما و زمان آنیل بر تحولات ریزساختاری، خواص مکانیکیو مکانیزم های شکست بررسی شده است. نتایج ارزیابی های ریزساختاری وابستگی اندازه دانه آلفا را به متغیرهای ترمومکانیکی نشان داد، همچنین ساختار آلفا با متوسط اندازه دانه 180 نانومتر توسط 90 درصد نورد سرد حاصل شد. نتایج به دست آمده توسط الگوی پراش پرتوایکس پس از 60، 75 و 90 درصد نورد سرد نشان از پهن شدن پیک ها در طول تغییر شکل نمونه های تیتانیم خالص داشت. بررسی سینتیک تبلور مجدد آلفا با مدل اصلاح شده جانسون- مل- آورامی- کلمو گروف JMAK نشان داد که وقوع تبلور مجدد کامل تیتانیم خالص پس از گذشت 3600 ثانیه حاصل شد. آزمون سختی سنجی نشان داد که زمان نگهداری طولانی تر حین آنیل منجر به تشکیل دانه های آلفا درشت تر و نرم تر در ریزساختار تیتانیم خالص 90 درصد نورد سرد شده، می انجامد.آزمون های کشش تغییرات در میزان مشخصه های مهم تیتانیم خالص نظیر نقطه تسلیم، استحکام نهایی و درصد ازدیاد طول را پس از گذشت زمان و همچنین افزایش دما را نشان داد. خواص مکانیکی نمونه های با ساختار ریزدانه جدید نسبت به نمونه اولیه افزایش داشت، به نحوی که علاوه بر استحکام کششی بالاتر نمونه آنیل شده در دمای 700 درجه سانتی گراد به مدت 3600ثانیه(558مگاپاسکال) نسبت به نمونه اولیه (415مگاپاسکال) درصد ازدیاد طول یکنواخت (29%~) حاصل شد. بررسی های سطوح شکست نمونه ها نشان از شکست نرم بدون پدیدار شدن آثار شکست ترد داشت. نتایج به دست آمده خواص قابل توجه تیتانیم خالص موردپژوهش را در مقایسه با برخی تیتانیم های آلیاژی استحکام بالا نشان داد.