بررسي اثر جنس بوته ذوب و ريخته گري بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Ti-6Al-4V

Effect of melting and casting crucible on the microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy

تيتانيم عنصر بسيار فعالي است كه در حالت مذاب با تمام ديرگدازهاي شناخته شده واكنش مي دهد. بنابراين انتخاب بوته مناسب جهت ريخته گري تيتانيم و آلياژهاي آن از اهميت بالايي برخوردار است. در تحقيق حاضر اثر جنس بوته ذوب و ريخته گري بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Ti - 6Al - 4V مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور ذوب و ريخته گري يك شمش آلياژ Ti - 6Al - 4V با تركيب شيميايي مشخص در سه بوته آلومينايي، زيركونيايي و گرافيتي و در كوره القايي تحت خلا (VIM) انجام شد و سپس يك عمليات ترمومكانيكي مشخص روي آلياژهاي ريختگي انجام شد. در نهايت ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژها با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفت. مشاهدات نشان داد كه بوته آلومينايي به علت واكنش شديد با مذاب اصلا قابليت ريخته گري آلياژهاي تيتانيم را ندارد. همچنين محصول ذوب و ريخته گري شده در بوته زيركونيابي به علت جذب اكسيژن بسيار زياد انعطاف پذيري بسيار كمي داشت. اما محصول ذوب و ريخته گري شده در بوته گرافيتي خواص كششي مناسبي از خود نشان داد اگر چه مقداري زيادي رسوبات كربونيتريد در طي انجماد در ساختار حضور داشت. بنابراين در مجموع از ميان سه بوته آلومينايي، زيركونيايي و گرافيتي بوته گرافيتي به عنوان مناسبترين بوته جهت ذوب و ريخته گري آلياژ Ti - 6A1 - 4V شناخته شد.

Titanium is very active element that react with all known refractories in liquid condition. Therefore election of suitable crucible for casting of titanium is very important. In this research the effect of melting and casting crucible on the microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy was investigated. For this reason, the billet of Ti-6Al-4V alloy with clear chemical composition was melted and casted in the alumina, zirconia and geraphit crucibles in the vaccum induction furnace and one thermomechanical treatment was applied on the casting alloys. Then microstructure and mechanical properties of alloys was compared. Results showed that alumina is not suitable crucible for casting of titanium as a result of drastic reaction with melt. Product of casting in zirconia crucible has very less plasticity due to existence of oxygen. Product of casting in geraphit crucible illustrate suitable tensile properties however a lot of carbonitrid phase was exist in structure. Therefore geraphit is adequate curcible for casting of Ti-6Al-4V alloy.