تاثیر سرعت انجماد بر روی ریز ساختار

لحیم کاری آلیاژهای پایه تیتانیم در دمای کاری بالا اغلب توسط پرکننده های پایه زیرکونیم و یا تیتانیم انجام می شود. یکی از پرکننده های متداول در لحیم کاری آلیاژهای تیتانیم، آلیاژهای بر پایه سیستم سه تایی از مس، نیکل و تیتانیم است، که به صورت فویل آمورف و پودری مورد استفاده قرار می گیرند. در پژوهش حاضر آلیاژ ،(Wt%) Ti69Cu10Ni15Mo6 ، به عنوان یک پرکننده پایه تیتانیم طراحی شد، سپس اثر سرعت انجماد بر روی خواص مکانیکی و ریزساختار آن مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا شمش اولیه درکوره ذوب قوسی در خلا ریخته گری شد. سپس ریخته گری مکشی در قالب مسی آبگرد و در شرایط خلا انجام شد. فازهای تشکیل شده به کمک پراش اشعه ایکس مشخص گردید. مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی از آزمون سختی سنجی استفاده شد. مطالعات ریزساختاری حاکی از ساختاری چند فازی متشکل از دندریت های میکرونی فاز محلول جامد تیتانیم بتا (β -Ti(Mo)) در زمینه ای پیوسته از ترکیبات بین فلزی است. میزان فاز بتا تشکیل شده در شمش اولیه و نمونه ریخته گری مکشی به ترتیب حدود 40 و 50 درصد محاسبه شد. ترکیب شیمیایی میانگین زمینه و دندریت با استفاده از آنالیز تفکیک پراش اشعه ایکس به ترتیب (Wt%) i76.3Ni6.2Cu5.0Mo12.5 (Wt%) Ti63.6Ni24.1Cu10.8Mo1.5 به دست آمد. ابعاد دندریته ای تشکیل شده در شمش اولیه به طور متوسط درحدود 60 میکرومتر است، در حالی که اندازه دندریت ها در ساختار ریخته گری مکشی به طور متوسط درحدود 9 میکرومتر تخمین زده می شود. تشکیل ساختار ریزتر در نمونه ی ریخته گری مکشی در مقایسه با شمش اولیه به دلیل سرعت انجماد بالاتر در این روش ایجاد می شوند. میزان سختی در نمونه ی شمش اولیه برابر با 480 ویکرز است درحالیکه در نمونه ریخته گری مکشی این مقدار برابر با 580 ویکرز است. افزایش سختی در نمونه ریخته گری مکشی به دلیل ریزتر شدن ساختار ناشی از سرعت انجماد بالا است.