TZM Alaşım Güçlendirme Mekanizması

Giriş

TZM alaşımında katı eriyik kuvvetlendirme, ikinci faz güçlendirme ve deformasyon güçlendirme gibi üç güçlendirme yöntemi vardır.

Güçlendirme Mekanizması

Katı çözelti güçlendirme: katı çözeltinin çözünen atomları, matrisin kafes kusurlarına, artmış çıkık hareket direncine, kaymayı zorlaştırmaya, böylece alaşımdaki katı çözeltinin kuvvet ve sertliğinin artmasına neden olur. Uygun konsantrasyonda çözünen atomlar, metalin sağlamlığını ve mukavemetini artırabilir, ancak tokluk ve süneklik azalacaktır. TZM alaşımlı çözünen atomlar titanyum (Ti), zirkonyum (Zr) ve diğer elementlerdir. Molibden (Mo) matrisinde çözünürler, böylece kafes distorsiyonu, mukavemeti ve sertliği arttırır. Öte yandan, çözünen atomlar ile çözücü atomları arasındaki fark büyüklüğü, güçlendirme etkisi açısından daha iyi. Zr ve Mo atomik boyut fark faktörü + 14.3 ve Ti ve Mo atom fark faktörü +4.4'tür, bu nedenle TZM alaşımında Zr katı-çözelti güçlendirme üzerinde önemli bir rol oynamaktadır. Karbon (C) ve Mo arasındaki atom boyutu fark faktörü -34.5 iken, C'deki Mo çözünürlüğünden ötürü küçük olduğu için dikkate alınmamaktadır.

İkinci faz güçlendirme mekanizması: kompozit alaşımda, matris fazına ilaveten, ikinci faz varlığı vardır. İkinci faz, matris safhasında eşit olarak dağıtıldığında önemli bir güçlendirme etkisi üretecektir. İkinci fazın ana ilkesi, ikinci fazın, dislokasyon hareketini engellediği ve alaşımın deformasyon direncinin arttırıldığıdır. TZM alaşımlı ikinci faz, TiC ve ZrC karbür parçacıklarını ifade eder. Mo matrisinde düzgün bir şekilde dağıtılırlar, böylece alaşım güçlendirilmiş şekilde yerinden oynatma hareketi engellenir. Bununla birlikte, TZM'de alaşım oksit karbondan daha fazladır. Belli bir aralıktaki oksitler alaşımın sağlamlığını arttırmak için dislokasyon kaymasını önleyebilir, ancak termal işlemi daha zor hale getirir ve alaşımın kırılganlığını arttırır. Alaşımdaki ilave alümina ve zirkonun alaşımın sıcak işlenebilirliğini artırabileceği bildirildi.

Deformasyon güçlendirme mekanizması: TZM alaşımı yeniden kristalleşme sıcaklığında deformasyona uğramış güçlendirmeyi işleyebilir. Ayrıca, şekil değiştirme miktarı arttıkça deformasyon güçlendirme etkisi artacaktır. Dövme, ekstrüzyon ve sıcak haddeleme dahil deformasyon güçlendirme araçları. Makine yönü boyunca deformasyon sırasında alaşım tanecikleri, örgü bozulmasına, yer değiştirme yoğunluğunun artmasına ve tali tanelerin ortaya çıkmasına (tane inceltme) neden olur ve böylece alaşımın mukavemeti artar. Deformasyon sonrası alaşım kuvvetini güçlendirerek, süneklik ve sünek-kırılganlık büyük ölçüde gelişmiştir. Bununla birlikte, tavlamadan sonra alaşımın kuvveti azalır. Alaşımın kuvvetini arttırmak için nitrürlü işlem uygulanabilir, böylece matris titanyum nitrür parçacıkları üretebilir, böylece alaşımın sertliğini ve gerilme mukavemetini geliştirir.