ማጠቃለያ፡ የመልበስ መከላከያ አፈጻጸምን ለማሻሻል ሌዘር ተሸፍኗል በTi2Al6V ወለል ላይ የተዘጋጀ ኒ + ቲቢ4 ድብልቅ ሽፋን ፣ የዱቄት ሬሾ በጥቃቅን መዋቅር እና በሜካኒካል ባህሪዎች ላይ ያለው ተፅእኖ ተጠንቷል ። የሌዘር ሽፋን ሽፋን በዋናነት ከቲቢ, ቲቢ2, α-ቲ, β-ቲ, ኒቲ ቅይጥ ጠንካራ መፍትሄ እና ቲኦ2 የተዋቀረ ነው. የሽፋኑ ንብርብር በዋነኝነት በጥቁር ኤሊፕቲክ ደረጃ ፣ በተዘረጋ መርፌ መሰል እና በዙሪያው ያለው የሴል ክሪስታል ደረጃ ነው ። ጥቁር ኤሊፕቲክ ደረጃ፣ ኒድል የሚመስል ደረጃ እና በዙሪያው ያለው የሴል ክሪስታል ምዕራፍ ቲቢ2፣ ቲቢ፣ ኒቲ፣ በቅደም ተከተል ናቸው። የቲቢ2 ተጨማሪ መጠን ይዘት ሲጨምር፣የቲቢ ይዘቱ ይጨምራል፣የቲቢ ሜታሎግራፊ ቅንጣቶች ሸካራ ይሆናሉ። የክላዲንግ ንብርብር ከፍተኛው ማይክሮሃርድነት 920 ደርሷል። 8 ኤች.ቪ.1. 0, ከ Ti3Al6V ቅይጥ 4 እጥፍ ገደማ ነው, የጨመረው ማይክሮ ሃርድነት የመሸፈኛ ሽፋንን የመልበስ መከላከያ ባህሪያትን ያሻሽላል. ሸክሙ እየጨመረ ሲሄድ የሚሰባበረው ስፓሊንግ የበለጠ ከባድ ይሆናል ፣ እና የተቀናበረው ሽፋን ለከፍተኛ ጭነት ሁኔታዎች ተስማሚ አይደለም ።
ቁልፍ ቃላት: ሌዘር ሽፋን; ኒ + ቲቢ2 ድብልቅ ሽፋን; ቲ6አል4ቪ; የመቋቋም ባህሪን ይለብሱ

1. መግቢያ

የታይታኒየም ውህዶች እንደ ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ዝቅተኛ እፍጋት እና ጥሩ የዝገት መቋቋም ያሉ በጣም ጥሩ ባህሪዎች አሏቸው እና ብዙ ጊዜ በኤሮስፔስ ፣ በባህር ምህንድስና ፣ በመኪና ማምረቻ እና በሌሎችም መስኮች ያገለግላሉ ። ይሁን እንጂ የቲታኒየም ውህዶች ዝቅተኛ ጥንካሬ እና ደካማ የመልበስ መከላከያ ሰፊ አተገባበርን ይገድባል. በገጽታ ማሻሻያ ቴክኖሎጂ፣ ከፍተኛ የኃይል ጥግግት ያለው ሌዘር ሽፋን፣ አነስተኛ ሙቀት-የተጎዳ ዞን እና ጠንካራ የብረታ ብረት ትስስር ሁልጊዜ ብዙ ትኩረትን ይስባል [1]።

በቲታኒየም alloys ሌዘር ሽፋን ውስጥ የተለያዩ የቁሳቁስ ስርዓቶች ገብተዋል ፣ ከእነዚህም መካከል የተቀናጀ የቁስ ስርዓት የበለጠ ታዋቂ እና ውጤታማ ዘዴ ነው [3]። በተዋሃዱ የቁሳቁስ ስርዓት ውስጥ የቲቢ2 የማጠናከሪያ ደረጃ ጥንካሬን ለማሻሻል እና የመቋቋም ችሎታን ለመልበስ እንደ ተስማሚ መንገድ ጥቅም ላይ ይውላል። Qi K. et al. [1] ቲቢ2/የብረት ውህድ ልባስ በቲ6Al4V ቅይጥ ላይ በሌዘር ክላዲንግ Fe፣Co፣Cr፣B እና C የተቀላቀሉ ዱቄቶች ተዘጋጅቶ የመግነጢሳዊ መስክን በሜካኒካል ባህሪያት እና የሽፋኑን የመልበስ ባህሪያትን አጥንቷል። ሊን YH እና ሌሎች. [4] በቲታኒየም ቅይጥ ላይ TiB2/TiB ቅልመት ሽፋን ለማዘጋጀት ንጹህ የቲቢ2 ዱቄት ተጠቅሟል። ማይክሮሃርድነቱ ቀስ በቀስ የመቀነስ አዝማሚያ አሳይቷል፣ ነገር ግን የስብራት ጥንካሬ ቀስ በቀስ የመጨመር አዝማሚያ አሳይቷል። Kumar S. et al. [5] የTi6Al4V፣ CBN እና TiO2 ሌዘር ክላዲንግ የዱቄት ድብልቅን ያጠኑ እና የተለያዩ አወቃቀሮችን እንደ መርፌ ቅርጽ፣ ሲሊንደሪካል ዘንግ ቅርጽ ያለው እና አጭር ርዝመት ያለው የዴንድራይት ቅርጽ ያለው ሆኖ ተገኝቷል። የናይትራይድ እና ቦራይድ የብረት ማትሪክስ ውህድ ቁሳቁስ (TiN፣ TiAlN፣ AlN እና TiB2) ጥንካሬን ለማሻሻል እና የመቋቋም ችሎታን ለመልበስ እንደ የሽፋኑ ዋና መዋቅራዊ ደረጃ ጥቅም ላይ ውሏል።

በኒኬል ወይም በኒኬል ላይ የተመሰረተ ቅይጥ ጥሩ መዋቅራዊ መረጋጋት, ከፍተኛ የሙቀት መቋቋም, የዝገት መቋቋም, ከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥሩ እርጥበት ያለው ተስማሚ ማትሪክስ ነው. ሌዘር ክላዲንግ ቅንጣት የተጠናከረ የተቀናጀ ሽፋን በቀጥታ ማጠናከሪያ ኤጀንትን ወይም ተዛማጅ ንጥረ ነገሮችን በተመቻቸ ቅይጥ ዱቄት ላይ በመጨመር ተዘጋጅቷል፣ እና ሌዘር ክላዲንግ ሽፋን ቢያንስ ሁለት ደረጃዎች የተለያየ ሜካኒካል ባህሪ ያለው ለወደፊቱ የገጽታ ማጠናከሪያ አስፈላጊ ፍላጎት ይሆናል [6]። Xu SY እና ሌሎች. [7] የተዘጋጀው TiC/Ni60 የተቀናጀ ልባስ በTi6Al4V alloy ላይ በሌዘር ሽፋን። Yu XL እና ሌሎች. [2] የኒኬል-ቲታኒየም ካርቦዳይድ ውህዶች በ 20 የአረብ ብረት ንጣፍ በሌዘር ክዳን ላይ ተዘጋጅተዋል። በNi/40TiC ስብጥር ውስጥ ያለው ከፍተኛ መጠን ያለው የቲሲ ቅንጣቶች የኒኬል ክሪስታሎችን እድገት አግዶታል፣ በዚህም ምክንያት የኒ/40ቲሲ ውህድ ጥቃቅን መዋቅር አስገኝቷል። የኒ/40ቲሲ ውህደት አማካኝ የማይክሮ ሃርድነት ወደ 851HV ነበር፣ እና የግጭት መጠኑ 0.43 ነበር። Wang Q. et al. [8] በኒ ላይ የተመሰረቱ የግራዲየንት ድብልቅ ሽፋኖችን ጥቃቅን መዋቅር እና ባህሪያት አጥንቷል። ሽፋኖቹ ኒ ማትሪክስ፣ ደብልዩሲ እና በርካታ ካርቦዳይድ እና የቦርድ ጠንካራ ደረጃዎችን ያቀፉ ናቸው። ከፍተኛው ማይክሮ ሃርድነት 1053.5HV0.2 ደርሷል፣ እና የግጭት ቅንጅት እና የመልበስ ኪሳራ ዋጋዎች ከQ345 ብረት ያነሱ ነበሩ።

ጥቃቅን መዋቅርን ለማጥናት እና የTi6Al4V alloyን የመቋቋም ችሎታ ለመልበስ, Ti2Al6V alloy laser cladding layers ለማዘጋጀት Ni እና TiB4 ድብልቅ ዱቄቶች ተመርጠዋል.

2 የሙከራ ቁሳቁሶች እና ዘዴዎች
2. 1 የሙከራ ቁሳቁሶች
100ሚሜ × 100ሚሜ × 10ሚሜ Ti6Al4V ቅይጥ ፕላስቲን እንደ ተተኳሪ የተመረጠ ሲሆን የኬሚካላዊ ቅንጅቱ እና ሜካኒካል ባህሪያቱ በሰንጠረዥ 1 እና በሰንጠረዥ 2 ውስጥ ይታያሉ። የኒ ዱቄት የሙቀት ምንጭ ስርጭትን ሊያሻሽል እና በሌዘር ሽፋን ወቅት ሙቀትን ሊያከማች ስለሚችል፣ ኒ ዱቄት እና ቲቢ2 ዱቄት እንደ ማጠናከሪያ ደረጃ ከTiB2 ጋር የተቀናጀ ሽፋን ለማዘጋጀት ተመርጠዋል። የኒ ዱቄት እና የቲቢ2 ዱቄት ሜታሎግራፊ ሞርፎሎጂ በስእል 1 ይታያል።

2. 2 የሙከራ ዘዴዎች
ዱቄቱን እና የመሠረቱን ንጣፍ በጥብቅ እንዲተሳሰሩ ለማድረግ ሜካኒካል መፍጨት የታይታኒየም ቅይጥ ንጣፍ ንጣፍ ኦክሳይድ ንጣፍን ለማስወገድ እና 5% HF + 15% HNO3 አሲድ መፍትሄ የዘይት ነጠብጣቦችን ለማስወገድ ጥቅም ላይ ይውላል። ቀጣይነት ያለው ሌዘር ለማቅረብ YSL-3000 ቀጣይነት ያለው ፋይበር ሌዘር ጥቅም ላይ የዋለ ሲሆን የቲ6Al4V ሳህን ከቅድመ ዝግጅት ዱቄት ጋር በ 200ሚሜ × 200 ሚሜ × 50 ሚሜ የፕላስቲክ ሳጥን ውስጥ ተቀምጧል እና የአርጎን ጋዝ ያለማቋረጥ ወደ ፕላስቲክ ሳጥኑ ውስጥ ገባ። በሌዘር ሽፋን ሂደት ውስጥ, የቦታው ዲያሜትር 1.8 ሚሜ እና የፍተሻ ፍጥነት 7 ሚሜ / ሰ ነው. የኒ + TiB2 ሬሾ 40% በሚሆንበት ጊዜ የሌዘር ዱቄት መለኪያዎች 700W ፣ 900W እና 1100W በቅደም ተከተል እና የሌዘር ዱቄት በአጉሊ መነጽር እና ሜካኒካል ንብረቶች ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ይማራል ። የሌዘር ዱቄት ብዛት 900W ሲሆን የዱቄት ሬሾዎቹ Ni + 20% TiB2፣ Ni + 30% TiB2፣ Ni + 40% TiB2 በቅደም ተከተል ናቸው፣ እና የዱቄት ሬሾ በሌዘር ዱቄት ብዛት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ይጠናል። የሌዘር ሽፋን ያላቸው ናሙናዎች እንደ S-1 (P = 700W), S-2 (P = 900W), S-3 (P = 1100W), S-4 (R = Ni + 30% TiB2) ምልክት ሊደረግባቸው ይችላል. S-5 (R = Ni + 40% TiB2)።

የኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትር (XＲD) ናሙናዎች፣ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሴም) ናሙናዎች እና የአፈጻጸም ሙከራ ናሙናዎች የተዘጋጁት በኤሌክትሪክ ብልጭታ መቁረጥ ሲሆን ናሙናዎቹ በሜካኒካል የተፈጨ፣ በሜካኒካል የተወለወለ እና በ 5% HF + 15% HNO3 አሲድ መፍትሄ የተበላሹ ናቸው። የሌዘር ክላዲንግ ንብርብር የደረጃ ስብጥር በብሩከር D8-የቅድሚያ ማይክሮ አካባቢ ኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትር (XＲD) ተለይቶ የሚታወቅ ሲሆን የሌዘር ክላዲንግ ንብርብር ማይክሮስትራክቸር በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ (OM) እና በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ኤስኤምኤም) መቃኘት ታይቷል። የHV-5 Vickers የጠንካራነት ሞካሪው በሌዘር ክላዲንግ ንብርብር ወለል ላይ ያለውን ጥንካሬ ለመለካት ተጠንቷል። የHＲS-2M ባለከፍተኛ ፍጥነት ተገላቢጦሽ ፍጥጫ እና የመልበስ ሞካሪ ለግጭት እና ለልብስ ሙከራዎች ተመርጧል። የግጭት ረዳት ቁሳቁስ የ3ሚሜ ዲያሜትር ያለው ሲ2N4 የሴራሚክ መፍጨት ኳስ ነበር። የግጭቱ እና የመልበስ መለኪያዎች የ200r/ደቂቃ ተገላቢጦሽ ፍጥነት እና የ20/40/60N ራዲያል ጭነት ነበሩ።

3 ውጤቶች እና ውይይት
3.1 XRD ደረጃ ቅንብር
የአምስቱ ናሙናዎች የ XRD ደረጃ ስብጥር በስእል 2 ይታያል። እያንዳንዱ ናሙና በኬሚካላዊ ውህዱ ውስጥ አነስተኛ መጠን ያለው ቲን ይይዛል፣ ለዚህም ነው N አተሞች ወደ ሌዘር ክላዲንግ ንብርብር ዘልቀው የገቡት የኒትራይዲንግ ምላሽ። የቀለጠ ገንዳው በሚፈስበት ጊዜ ትንሽ መጠን ያለው ቫናዲየም በቲታኒየም ቅይጥ ማትሪክስ ቁሳቁስ ውስጥ ይቀልጣል ፣ እና በዚህ ሂደት ውስጥ የ α ደረጃ ወደ β ደረጃ ይቀየራል ፣ ስለሆነም β-Ti በስእል 2 ውስጥ ይታያል ። TiB2 የመሟሟት-ዝናብ አለው። በሌዘር ሽፋን ሂደት ውስጥ ባህሪይ. አነስተኛ መጠን ያለው TiB2 ሙሉ በሙሉ ሊሟሟት ይችላል፣ እና አንዳንድ ቲቢ2 ከቲ ጋር በማጣመር ቲቢ ሊመሰርቱ ይችላሉ፣ የተቀረው TiB2 ደግሞ እንደገና ሊሰራ ይችላል። ቲ ኒቲ፣ ኒ3ቲ እና ኒቲ2 ለመመስረት ከኒ ጋር ምላሽ ሊሰጡ ይችላሉ፣ ግን ቲ እና ኒ ተመሳሳይ ኬሚካላዊ ቦንድ ሃይል አላቸው፣ ይህም የተረጋጋ የኒቲ ብረት ኢንነርት ውህድ ለመፍጠር ቀላል ያደርገዋል፣ እና የቲ አተሞች ጠንካራ ስርጭት ፍጥነት አላቸው፣ ስለዚህ ቲ እና ኒ ኒቲ 9］ ብቻ ለመመስረት ምላሽ ይስጡ። ከስእል 2 እንደሚታየው የሌዘር ክላዲንግ ንብርብር በዋናነት በቲቢ፣ ቲቢ2፣ α-ቲ፣ ኒቲ አሎይ ጠጣር መፍትሄ፣ TiO2፣ ወዘተ ያቀፈ ሲሆን የ XRD ውጤቶቹም አነስተኛ መጠን ያለው β-Ti ያሳያሉ።

በአማካኝ ጊብስ ነፃ ሃይል መሰረት ሶስት ምላሾች ሊከሰቱ ይችላሉ፡ በስእል (1)፣ (2) እና (3) ይመልከቱ። በሌዘር ሽፋን ሂደት ኒ እና ቢ አተሞች ቲቢ2፣ ኒቲ እና ቲቢ ለማመንጨት ከቲ አቶሞች ጋር ምላሽ ሊሰጡ ይችላሉ። አማካኝ ጊብስ ነፃ ሃይል ΔG2 <ΔG1 < ΔG3፣ ስለዚህ የቁሳቁስ አፈጣጠር ቅደም ተከተል ቲቢ> ኒቲ > ቲቢ2 ነው።

የቲቢ 2 ዱቄት መጠን ወደ 30% ሲጨምር, ቴርሞኬሚካል ምላሽ ቀመር (2) ወደ ቀኝ ይሄዳል. በሌዘር ሽፋን ውስጥ ያለው የቲቢ ደረጃ ይጨምራል እና የቲ ደረጃ ይቀንሳል። የቲቢ 2 ዱቄት መጠን ወደ 40% መጨመር ሲቀጥል የቲቢ እና የቲቢ2 ደረጃዎች ይዘት የበለጠ ይጨምራል. በተጨማሪም ኒ እና ቲ ጠንካራ ዝምድና አላቸው እና ቀስ በቀስ የኒቲ ሜታላይዜሽን ይመሰርታሉ። ስለዚህ የኒ + 40% የቲቢ2 ሌዘር ሽፋን የመጨረሻዎቹ ዋና ምርቶች ኒቲ፣ ቲኦ2፣ ቲቢ፣ ቲቢ2 እና ቲ ናቸው።

3.2 ጥቃቅን መዋቅር
የ SEM መዋቅር የኒ + 20% ቲቢ2 ሌዘር ክላዲንግ ንብርብር በስእል 3 ይታያል። የመከለያው ንብርብር በዋናነት በጥቁር ኤሊፕቲካል ምዕራፍ፣ በተራዘመ መርፌ እና በዙሪያው ባለው ሴሉላር ደረጃ የተዋቀረ ነው። በጣም የተከፋፈለው የጥቃቅን ቅንጣት ክፍል አማካኝ ዲያሜትር 0.5 ~ 3.0μm ነው። የቢ ኤለመንት አቶሚክ ቁጥር 5 ስለሆነ ተራ የኢነርጂ ስፔክትረም ተንታኝ የአቶሚክ ቁጥር ከ10 በታች የሆኑትን ንጥረ ነገሮች ይዘት በትክክል መለካት አይችልም።የኤሌክትሮን ፍተሻ ኤክስሬይ ማይክሮአናሊዝም (EPMA) የእያንዳንዱን ንጥረ ነገር ስርጭት እና ይዘት ለመለካት ጥቅም ላይ ይውላል። ሽፋን ያለው ንብርብር [10፣11]። የ EPMA ውጤቶች በስእል 3 በተለያዩ ቦታዎች ላይ በሰንጠረዥ 3 ይታያሉ።

ከሠንጠረዥ 3 ማየት የሚቻለው የክላዲንግ ንብርብር ኬሚካላዊ ቅንጅት በዋነኛነት በቲ፣ቢ፣ኒ ኤለመንቶች የተዋቀረ እና አነስተኛ መጠን ያለው አል እና ቪ ኤለመንቶችን እንደያዘ ነው። የቲ እና የኒ ንጥረ ነገሮች ይዘት በቦታ ሀ በመሠረቱ አንድ ናቸው፣ ምንም ቢ ኤለመንት የለም፣ እና የኒቲ ጠንካራ መፍትሄ ሊኖር ይችላል። በቦታ ቦታ ላይ ያሉት ዋና ዋና ነገሮች ቲ እና ቢ ናቸው, እና የሁለቱም ንጥረ ነገሮች ይዘት ከ 40% በላይ ነው. በቦታ ቦታ ላይ ያለው መርፌ መሰል ደረጃ ቲቢ ነው ብሎ መገመት ይቻላል።

በጊብስ ቴርሞዳይናሚክስ ህግ፣ ቢቢ ቦንድ ኢነርጂ > ቢ-ቲ ቦንድ ኢነርጂ > ቲ-ቲ ቦንድ ኢነርጂ [12]፣ ይህም የቲቢን የእድገት መጠን በራሱ ከፍታ አቅጣጫ ፈጣን እና ፈጣን ያደርገዋል። ይህም መርፌ መሰል ደረጃ በቀላሉ እንዲታይ ያደርገዋል. በቦታ c ላይ ያለው የ B ንጥረ ነገር ይዘት ከቲ ኤለመንቱ በእጥፍ ይበልጣል። በስእል 2 ያለው የ XRD ስፔክትረም የቲቢ 2 የዲፍራክሽን ጫፍ መጠን በአንጻራዊነት ከፍተኛ መሆኑን ያሳያል። በ c ቦታ ላይ ያለው ጥቁር ሞላላ ደረጃ TiB2 ሊሆን ይችላል።

የተለያዩ የዱቄት ጥምርታ ያላቸው የሌዘር ክላዲንግ ንብርቦች የኤስኤምኤም ማይክሮስትራክቸር በስእል 4 ይታያል።የቲቢ2 የመደመር ይዘት ትንሽ በሚሆንበት ጊዜ በክላዲንግ ንብርብር ውስጥ ያለው የቲቢ ይዘት እየቀነሰ እና ስርጭቱም የበለጠ የተበታተነ መሆኑን መገንዘብ ይቻላል። የቲቢ 2 የመደመር ይዘት ሲጨምር የቲቢ ይዘቱ ይጨምራል፣ የቲቢ ሜታሎግራፊክ ቅንጣቶች ጥቅጥቅ ያሉ ይሆናሉ እና ስርጭቱ ይበተናል። ይህ ክስተት የሚከሰተው በ B እና በቲ ኤለመንቶች መካከል ያለውን ምላሽ የሚያበረታታ የ B ንጥረ ነገር በመጨመር ነው።

የሽፋኑን ማይክሮስትራክሽን ለማጥናት ከላይ, መካከለኛ እና የታችኛው ክፍል የሴም ማይክሮስትራክሽን በስእል 5 ይታያል.

የክላዲንግ ንብርብር መዋቅር ዝግመተ ለውጥ ከጥልቀት ቅልጥፍና ጋር በጣም ግልጽ ነው። በሽፋኑ አናት ላይ ብዙ ቁጥር ያላቸው ሁለት-ደረጃ ቅንጣቶች በቦታው ውስጥ ይዋሃዳሉ, ብዙዎቹ በደቃቁ የተፈጨ, እና በመርፌ ቅርጽ እና ቅርጽ ያላቸው ትናንሽ ቅርጾች አሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የቲቢ እና የቲቢ2 ጠንካራ ማጠናከሪያ ቅንጣቶች በተቀለጠ ገንዳው የላይኛው ክፍል ላይ ከመጠን በላይ የሙቀት መጠንን መከላከል ይችላሉ። ማቅለጥ እና ማጥፋት, በክላዲው ንብርብር ውስጥ ያሉት ጥራጥሬዎች ያለአቅጣጫ ወደ መደበኛ ያልሆነ አቅጣጫ ያድጋሉ እና እንደገና ኒዩክለር ያደርጋሉ. ከኒውክሊየሽን በኋላ ያለው የአዲሱ ምዕራፍ መጠን ትንሽ ነው፣ ይህም የክፍል ቅንጣቶችን የተጣራ ያደርገዋል [13]. የሽፋኑ መሃከል ከላይ ወደ ታች በተለዋዋጭ የሙቀት መለዋወጫ ሊጎዳ ይችላል, እና ብዙ ቁጥር ያላቸው ንጥረ ነገሮች በመሃሉ ላይ ተከማችተዋል, ስለዚህ EPMA የቦሮን ንጥረ ነገሮችን መለየት አይችልም, እና የሽፋኑ የላይኛው ክፍል በጥቁር አበባ ቅርጽ የተሰሩ ደረጃዎች አሉት. , ጥቁር ጥሩ መርፌ-ቅርጽ ደረጃዎች እና ነጭ herringbone ደረጃዎች.

በስእል 6 ላይ እንደሚታየው ማይክሮስትራክቸር የአውሮፕላን ቅኝት ውጤቶች የበለጸገ eutectic መዋቅር እንዳለ ያሳያሉ. የጥቁር አበባ ቅርጽ ያለው ምዕራፍ ቲቢ/ቲቢ2/ቲኒቢ ኢውቲክቲክ ምዕራፍ ሊሆን ይችላል፣ የነጭው ሄሪንግ አጥንት ደረጃ ኒቲ ነው፣ እና ሌሎች ደረጃዎች የታይታኒየም ማርቴንሲቲክ ምዕራፍ ሽግግር መነሻዎች ናቸው። በ 20% TiB2 ሌዘር ሽፋን ሽፋን መካከል ያለው የ BES ጥቃቅን መዋቅር በስእል 7 ላይ ይታያል, የተለያየ ቀለም ያላቸው ደረጃዎች ማለትም ደማቅ ነጭ, ጥቁር እና ጥቁር ግራጫ. ብሩህ የሆነው የኒቲ ኢንተርሜታል ውህድ ነው፣ ጥቁሩ ደግሞ የታይታኒየም-ቦሮን ድብልቅ ክፍል ነው፣ እና ጥቁር ግራጫው ደግሞ ማርቴንሲቲክ ቲታኒየም እና ቲታኒየም ኦክሳይድ ድብልቅ ክፍል ነው። በሌዘር ሽፋን ሽፋን ስር ያለው የሄሪንግ አጥንት ደረጃ ቀስ በቀስ ይጨምራል ፣ የጨለማው ግራጫ ሽፋን አካባቢ መጨመር ይጀምራል ፣ እና ጥቁር አበባ ቅርፅ ያለው ደረጃ እና ጥቁር ጥሩ መርፌ ቅርፅ ያለው ደረጃ በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል።

3.3 ማይክሮ ሃርድነት
በማይክሮ ሃርድነት ሙከራው መሰረት የቲ6Al4V ቅይጥ ጥንካሬ 349.2HV1.0 ነው። ከጥልቀቱ ጋር በተለያየ የዱቄት ጥምርታ የተዘጋጀው የሌዘር ክላዲንግ ንብርብር ማይክሮ ሃርድነት ስርጭት በስእል 8 ይታያል። የቲቢ 6 ዱቄት ሬሾን በመጨመር ማይክሮ ሃርድዌር ቀስ በቀስ ይጨምራል. የቲቢ 4 ዱቄት ሬሾ 2% ሲሆን ከፍተኛው የክላዲንግ ንብርብር ማይክሮ ሃርድነት 2HV40 ይደርሳል ይህም ከTi920.8Al1.0V alloy 3 እጥፍ ያህል ነው።

በተወሰነ ክልል ውስጥ የሌዘር ክላሲንግ ንጣፍ ጥልቀት መጨመር ፣ የንብርብሩ ማይክሮሃርድነት በፍጥነት ማሽቆልቆሉን ያሳያል ፣ እና ከንብርብሩ እና ሽፋኑ ላይ ያለው የመስቀል ክፍል ንጣፍ የመለጠጥ መለዋወጥ ክስተት ያሳያል። ከ 0.7 እስከ 0.8 ሚሜ ጥልቀት ያለው የመስቀለኛ ክፍል ንብርብር በሙቀት በተጎዳው ዞን ውስጥ ነው. የዚህ አካባቢ ማይክሮ ሃርድነት ወደ 400ኤች.ቪ. ከ 1.0 እስከ 0.7 ሚሜ ጥልቀት ያለው የመስቀለኛ ክፍል ንብርብር ማይክሮ ሃርድነት በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው ምክንያቱም በሌዘር ሽፋን ውስጥ ያሉት ጠንካራ የቲቢ 0.8 ጥራጥሬዎች ጠንካራ ተፅእኖ ስላለው እና የሌዘር ሽፋን ሂደት ጥሩ ቲቢ እንዲፈጠር እና እህልን ለመከላከል ያስችላል። የድንበር ማፈናቀል ሸርተቴ፣ በዚህም በሌዘር ክላዲንግ ሂደት የተዘጋጀውን የሌዘር ክላዲንግ ንብርብሩን ማይክሮ ሃርትነት በማሻሻል [2]።

በቀለጠ የውሃ ገንዳ ፍሰት ተፅእኖ ስር ፣ የገጽታ ቲቢ 2 መሰራጨት ይጀምራል ፣ እና በመከለያው ንብርብር መካከል የተወሰነ ቀሪ TiB2 ይኖራል ፣ ግን ትኩረቱ በጣም ከፍ ያለ አይሆንም ፣ እና ጥቃቅን መዋቅሩ [15] እንዲሁ በትንሹ ይቀንሳል። . የክላቹ ንብርብር የታችኛው ጫፍ በሙቀት-የተጎዳ ዞን ነው. ከፍተኛ መጠን ያለው የቲ ኤለመንቶች ከቀለጠ በኋላ ወደ ላይ ይንሳፈፋሉ፣ በዚህም ምክንያት በቂ የማጠናከሪያ ደረጃ ሳይኖር የወላጅ ቁሳቁስ ወደ ቀለጠው ገንዳ ውስጥ ከፍተኛ የመሟሟት ፍጥነት እና በሙቀት የተጎዳው ዞን ዝቅተኛው ማይክሮ ሃርድነት አለው [16]። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የቲቢ 2 ዱቄት መጨመር የሸፈነው ንብርብር ጥንካሬን በእጅጉ ያሻሽላል.

3.4 የመቋቋም ችሎታ ይለብሱ
ተመሳሳይ የዱቄት ጥምርታ ያለው ሌዘር ክላዲንግ ንብርብር የመልበስ መጠን በስእል 9 እንደሚታየው በጭነት ይለያያል። የTi6Al4V substrate ቁሶች፣ ይህም የሚያመለክተው የመሸፈኛ ንብርብሮችን የመቋቋም ችሎታ በጣም ጥሩ ነው። የንብርብሮች የመልበስ መጠን ከጠንካራ ደረጃ ይዘት ጋር በቅርበት ይዛመዳል። የቲቢ 6 ዱቄት ጥምርታ ከ 4% ወደ 2% ሲጨምር የቲቢ ጠንካራ ደረጃ ይዘት ይጨምራል እና የመልበስ መጠን ይቀንሳል; የቲቢ 20 ዱቄት ጥምርታ ከ30% ወደ 2% ሲጨምር፣ የቲቢ ጠንካራ ደረጃ ይዘቱ የበለጠ ይጨምራል፣ እና TiB30 ብቅ ይላል፣ ይህም ዝቅተኛው የመልበስ መጠን 40 × 2-1.5 mm10/s ብቻ ነው።

የቲ6Al4V የ SEM wear ሞርፎሎጂ በተለያዩ ሸክሞች ውስጥ በስእል 10 ይታያል። በስእል 10 ሀ እንደሚታየው የታይታኒየም ቅይጥ በ 20 N ጭነት ስር በጣም ትንሽ የመልበስ ፍርስራሾችን ያመርታል ፣ እና የመልበስ ዞን መደበኛ ያልሆነ ፣ ጥምዝ እና አልማዝ ነው- ቅርጽ ያለው (በስእል 10 ሀ አካባቢን ይመልከቱ)፣ ይህም የቲ6Al4V ንኡስ ንኡስ ክፍል በተደጋጋሚ እንቅስቃሴ ወቅት በጣም የተጎዳ መሆኑን ያሳያል። ጭነቱ ወደ 40 ኤን ሲጨምር የጉድጓዱ ጥልቀት ይጨምራል (በስእል 10 ለ ላይ ያለውን ቦታ ይመልከቱ) ፣ የተበላሹ ቅንጣቶች በፍጥነት ይጨምራሉ ፣ እና የመለበስ እና የመለጠጥ ሂደት በ substrate ልብስ ሂደት ውስጥ ይከሰታሉ ፣ ስለሆነም የመለጠጥ እና የማጣበቂያ አለባበሱ በጣም ከባድ ነው። ጭነቱ 60N ሲሆን, አንዳንድ ትላልቅ ጉድጓዶች በሚለብሰው ወለል ላይ ይፈጠራሉ (በስእል 10 ሐ አካባቢ C ይመልከቱ), እና በጭረት ላይ የሚበላሹ ቅንጣቶች ይከማቹ (በስእል 10 ሐ አካባቢ D ይመልከቱ). ስለዚህ የጨመረው ጭነት በግጭት እና በመልበስ ሂደት ውስጥ የታይታኒየም ቅይጥ ቁሳቁሶችን ልጣጭን ያፋጥናል ፣ እና የታይታኒየም ቅይጥ ግጭት እና የመልበስ አፈፃፀም በጣም ደካማ ነው። ሊ ጄኤን እና ሌሎች. [17] እና Weng F. et al. [18] እንዲሁም የታይታኒየም alloys ተመሳሳይ የመልበስ ወለል አግኝተዋል።

የኒ + 40% ቲቢ2 ሽፋን ከፍተኛው ማይክሮ ሃርድነት እና ምርጥ የመልበስ መከላከያ አለው። ስለዚህ, በቲታኒየም ቅይጥ ገጽ ላይ የኒ + 40% ቲቢ 2 ሽፋን ሽፋን የሌዘር ሽፋን ንጣፍ የመልበስ ዘዴን ለማጥናት ተመርጧል. የ SEM ልብስ ሞርፎሎጂ የ ሌዘር ሽፋን ንብርብር በተለያዩ ሸክሞች ውስጥ በስእል 11 ይታያል. የሌዘር ክላሲንግ ንብርብር ማይክሮሃርድነት በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽሏል, ስለዚህ የሽፋን ሽፋን የመልበስ አፈፃፀም ከቲታኒየም ቅይጥ በጣም የተሻለ ነው. ከሥዕል 11 ሀ እንደሚታየው፣ የሚበላሹ ብናኞች ቁጥር በእጅጉ ቀንሷል እና መጠናቸውም በጣም ትንሽ ሆኗል (በስእል 11 ሀ አካባቢን ይመልከቱ)። ይህ የሆነው በጠንካራ ኒቢ፣ ቲቢ2 እና ቲኦ2 ጠንካራ ደረጃዎች [5] በመልበሱ ነው። አንዳንድ የተደመሰሱ መዋቅሮች በለበሰው ሽፋን ንብርብር ውስጥ ይታያሉ (በስእል 11 ለ አካባቢ B ይመልከቱ)። አወቃቀሩ የጠንካራ ደረጃ ቅንጣቶች ሊሆን ይችላል. ትንንሾቹ የብረት ቺፖች ከፍተኛ የመሸከም አቅም ስላላቸው ጎድጎድ እና ጭረት እንዳይፈጠር ቆርጠዋል። ጭነቱ ወደ 40 ኤን ሲጨምር ላሜራ ስፓሊንግ የመከሰት ዕድሉ ከፍተኛ ነው፣ የኒ + 40% ቲቢ 2 ሽፋን ያለው ብስባሽ አቧራ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል ፣ በለበሰው ገጽ ላይ ማይክሮፖረሮች ይታያሉ (በስእል 11 ለ C ያለውን ቦታ ይመልከቱ) ፣ እና ገላጭ ማልበስ እና የማጣበቂያ ልብሶች በተመሳሳይ ጊዜ ይከሰታሉ. ጭነቱ የበለጠ እየጨመረ በሄደ መጠን የንጥረትን ብናኝ መከለያ ንብርብር ወደ ሙሉ የተበላሸው ገጽ ላይ መሰራጨት ይጀምራል, እና የማይክሮፖሮች ጥልቀት እና ስፋት ይጨምራሉ (በስእል 11 ለ አካባቢ D ይመልከቱ). እነዚህ ክስተቶች ሁሉም የሚያመለክቱት በጭነቱ መጨመር, ብስባሽ ስፔል በጣም ከባድ እንደሚሆን እና የተደባለቀ ሽፋን ለከፍተኛ ጭነት ሁኔታዎች ተስማሚ አይደለም.

4 መደምደሚያ

የ Ti6Al4V alloy የመልበስ መቋቋምን ለማሻሻል ፣ ሌዘር ሽፋን ሽፋን ኒ እና ቲቢ 2 የተደባለቀ ዱቄት በመጠቀም የታይታኒየም ቅይጥ ገጽ ላይ ተዘጋጅቷል. ውጤቶቹ ከታች ይታያሉ.

(1) የጨረር ክላዲንግ ንብርብር ኤክስአርዲ ውጤቶች እንደሚያሳዩት የሌዘር ክላዲንግ ንብርብር በዋናነት በቲቢ፣ ቲቢ2፣ α-ቲ፣ β-Ti፣ NiTi alloy solid solution እና TiO2 የተዋቀረ እና የቲቢ2 ዱቄት ሬሾን በመጨመር የቲቢ2 ደረጃ ይዘቱ የበለጠ ይጨምራል።

(2) የሚሸፍነው ንብርብር በዋናነት ጥቁር ሞላላ ምዕራፍ፣ ረዣዥም መርፌ መሰል ምዕራፍ እና በዙሪያው ባለው ሴሉላር ክፍል የተዋቀረ ነው። ጥቁር ሞላላ ደረጃ ቲቢ2 ነው፣ መርፌ መሰል ደረጃ ቲቢ ነው፣ እና በዙሪያው ያለው ሴሉላር ምዕራፍ ኒቲ ነው። በቲቢ 2 መጨመር የቲቢ ይዘት ይጨምራል እና የቲቢ ሜታሎግራፊክ ቅንጣቶች ይበልጥ እየጠነከሩ ይሄዳሉ።

(3) የቲቢ2 ዱቄት ሬሾ 40% ሲሆን ፣የክላዲንግ ንብርብር ማይክሮ ሃርድነት ከፍተኛው 920. 8HV1 ይደርሳል። 0፣ ይህም ከTi3Al6V alloy 4 እጥፍ ያህል ነው። የማይክሮ ሃርድነት መጨመር የክላዲንግ ንብርብር የመልበስ መከላከያን ያሻሽላል. ጭነቱ እየጨመረ በሄደ መጠን የተቀናበረው ሽፋን ብስባሽ መፋቅ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ይሄዳል, ይህም ለከፍተኛ ጭነት ሁኔታዎች ተስማሚ አይደለም.