نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

تیتانیوم به علت زیست سازگاری کم نظیر و مقاومت به خوردگی در محیط های خاص شهرت دارد، با این وجود غنی سازی سطح قطعات از تیتانیوم کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، پوشش نفوذی تیتانیوم به روش مخلوط پودری بر سطح سوپرآلیاژ پایه نیکلی B-1900 ایجاد شده و ریزساختار آن مشخصه یابی و تحلیل شده است. قطعات زیرلایه در مخلوطی از پودر تیتانیوم، کلرید آمونیوم و اکسید آلومینیوم قرار گرفتند و درون جعبه دربسته تا 850 یا 950 درجه سلسیوس حرارت داده شدند. لایه های آلیاژی تشکیل شده بر سطح قطعات به وسیله میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش سنج پرتو ایکس و طیف سنج تخلیه هاله ای نشر نوری بررسی شد. نتایج نشان داد که فازهای Ti2Ni و AlNi2Ti اجزای اصلی پوشش نفوذی هستند و بر این اساس مکانیزم تشکیل پوشش تحلیل شد.

---

در این پژوهش ایجاد یک پوشش سیلیسیم آلومینایدی روی ابرآلیاژ پایه نیکل IN738LC، با استفاده از نفوذ هم‌زمان بررسی شده است. به‌منظور دست‌یابی به شرایط بهینه پوشش­ دهی با استفاده از یک نرم­ افزار ترموشیمیایی پیش­بینی شد که می­ توان با استفاده از پودر NH₄Cl به‌عنوان فعال کننده، به یک پوشش سیلیسیم آلومیناید در دمای 900 درجه سانتی‌گراد دست یافت. از دو مخلوط پودری با ترکیب 7Si-14Al-(1-3)NH₄Cl-Al₂O₃ (برحسب درصد وزنی) و 16Si-4Al-(1-3)NH₄Cl-Al₂O₃ (به‌ترتیب با نسبت Si/Al 5/0 و 4) استفاده شد. نتایج نشان داد که هر دو پوشش دارای ساختاری چند لایه و متشکل از فاز غالب AlNi₂Si می­ باشند. در پوشش حاصل از مخلوط پودری با نسبت 5/0=Si/Al، یک لایه­ی متخلخل و ترد از فاز NiSi روی سطح تشکیل می­شود که خواص مکانیکی پوشش را تا حدی کاهش می­ دهد. هم‌چنین در مراحل اولیه فرایند، نفوذ به داخل آلومینیوم غالب است و در ادامه با نفوذ درون‌گرای سیلیسیم، به‌تدریج فاز NiAl به فاز AlNi₂Si و در نهایت NiSi تبدیل می‌شود. نمونه پوشش‌دهی شده با استفاده از مخلوط با نسبت 4=Si/Al شامل فاز مطلوب AlNi₂Si و عاری از فاز ترد NiSi بهترین مشخصه ­های ریزساختاری را از خود نشان داد.