مطالعه تاثير ماشينكاري تخليه الكتريكي (EDM) بر روي تنش هاي پسماند و مقاومت به خوردگي آلياژ Ti-6Al-4V

Study the effect of electrical discharge machining (EDM) on residual stress and corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy

آلياژ Ti-6Al-4V به دليل داشتن خواص مكانيكي عالي، عمدتاً در صنايع هوا فضا، خودروسازي، بيوپزشكي استفاده مي شود. از فرآيند ماشين كاري تخليه الكتريكي (EDM)در سطح وسيعي براي ماشين كاري اين آلياژ استفاده مي‌گردد. با توجه به ماهيت ترموالكتريكي اين فرآيند تغييرات نامطلوبي مانند ايجاد تنشهاي پسماند و تغيير مقاومت خوردگي سطح ماشين كاري شده ايجاد مي‌گردد. هدف اين پژوهش بررسي تجربي تأثير پارامترهاي ورودي (شدت جريان و زمان روشني پالس) دراين فرآيند بر روي مقدار و نحوه توزيع تنش هاي پسماند و تغييرات مقاومت خوردگي سطح ماشين كاري شده‌ي آلياژ Ti-6Al-4V مي باشد. براي اين منظور ابتدا نمونه هاي تهيه شده از آلياژ Ti-6Al-4V توسط فرايند EDM ، ماشين كاري شدند و سپس تنش هاي پسماند در سطح ماشين كاري شده در شرايط ماشين كاري متفاوت به روش نانو ايندنتيشن اندازه گيري شد و براي ارزيابي سلامتي سطوح ماشين كاري شده، تصاوير SEM از سطوح تهيه گرديد؛ براي ارزيابي مقاومت خوردگي نمونه‌ها از روش اندازه‌گيري پلاريزاسيون تافلي استفاده شد. نتايج نشان مي دهد در سطوح قطعات ماشين كاري شده به روش EDM تنش پسماند كششي ايجاد مي‌شود و مقدار آن با افزايش عمق ابتدا افزايش يافته و بعد از رسيدن به يك مقدار بيشينه، سير نزولي پيدا كرده و در نهايت به تنش هاي فشاري تبديل مي شود. با افزايش جريان و زمان روشني پالس حداكثر مقدار تنش پسماند افزايش اندكي دارد و حداكثر مقدار آن نزديك به استحكام نهايي قطعه مي‌باشد. مقايسه نتايج خوردگي نشان مي‌دهند كه در كل نمونه‌هاي ماشين كاري شده به روش EDM نسبت به نمونه‌ي بدون ماشين كاري مقاومت به خوردگي كمتري دارند.

Ti-6Al-4V alloy due to excellent mechanical properties mainly is used in the aerospace, automobile and biomedical industries. Electrical discharge machining (EDM) are used extensively for machining of this alloy. Due to the thermoelectric nature of this process, unwanted changes happen on machined surface such as development of residual stresses and the change in the corrosion resistance. The aim of this study is the experimental investigation of the effect of input parameters (discharge current and pulse on time) on the amount and distribution of residual stresses and corrosion resistance changes of the machined surface in EDM process of Ti-6Al-4V alloy. For this purpose, samples of Ti-6Al-4V alloy were machined by EDM process and residual stresses induced successive sparks in different setting (different discharge currents and pulses on time) were measured by nanoindentation method and SEM images of machined surface used to better assess of samples surface integrity. TOFL measurement method used to determine the corrosion resistance of the samples. Results indicate that at this process tensile stresses is formed on surface and mentioned stresses increase with depth initially and after reaching a maximum dropping out and eventually leads to pressure stress. By increasing pulse on time and discharge current, maximum tension residual stress only slightly increases and is near ultimate tensile strength of work piece material. Comparison of corrosion results indicated that the corrosion resistance of EDMed samples, was less than the not machined specimens.