تاثیر عملیات دوگانه اکسایش حرارتی و نیتریداسیون گازی بر مقاومت به خوردگی آلیاژ Ti-6Al-4V در محلول شبیه سازی شده بدن

در این پژوهش، مقاومت به خوردگی آلیاژ Ti-6Al-4V با اعمال فرآیند عملیات دوگانه شامل اکسایش حرارتی و نیتریداسیون گازی بهعنوان یک روش نوین برای اصلاح و ایجاد سطحی با سختی بالا، در محلول شبیه سازی شده بدن SBF مورد مطالعه قرار گرفته است. تحولات ریزساختاری، تغییرات فازی، تغییرات ترکیب شیمیایی، سختی و مقاومت به خوردگی در محیط SBF لایه های ایجاد شده در دماها و زمان های مختلف نیتریداسیون گازی، به ترتیب توسط میکروسکوپ های نوری OM و الکترونی روبشی SEM، آزمونهای پراش پرتو ایکس XRD طیف سنجی الکترون های نوری پرتو ایکس XPS ریزسختی سنجی و آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با انجام عملیات دوگانه شامل اکسایش حرارتی و نیتریداسیون گازی لایه های سخت اکسی نیتریدی حاوی فازهای TiN، TiON و TiO2 در سطح آلیاژ ایجاد می شود. لایه اکسی نیتریدی تشکیل شده خود ساختار دولایه ای داشته که از یک لایه سرامیکی در سطح و یک لایه نفوذی در زیر آن تشکیل میشود. در لایه نفوذی اکسیژن و نیتروژن به صورت محلول جامد حضور داشته با رفتن از سطح به عمق درصد نیتروژن افزایش و اکسیژن کاهش مییابد. تشکیل لایه اکسی نیتریدی باعث افزایش سختی سطح و مقاومت به خوردگی آلیاژ می شود. به طوری که سختی سطح از مقدار اولیه HV 388 به HV 1150 می رسد. همچنین لایه اکسی- نیتریدی ایجاد شده بعد از 4 ساعت اکسایش حرارتی در دمای 700 ͦC و نیتریده شده به مدت و ساعت در دمای 900 ͦC بیشترین مقاومت پلاریزاسیون و پایدارترین پتانسیل خوردگی را در محیط محلول شبیه سازی شده بدن دردمای 37±1ͦC از خود نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

و Ti-6Al-4V ، مقاومت خوردگی ، اکسایش حرارتی ، نیتریداسیون گازی ، عملیات دوگانه