مختلف پوسٹ پروسیسنگ طریقوں پر مبنی اضافی طور پر تیار کردہ GR5 ٹائٹینیم مرکب کی تھکاوٹ خصوصیات

پروسیسنگ کے بعد کے مختلف طریقے، جیسے ہیٹ ٹریٹمنٹ (HT)، ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ (HIP)، لیزر سطح میں تبدیلی، وغیرہ، اکثر اضافی طور پر تیار کردہ پرزوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ اضافی طور پر تیار کردہ مرکب دھاتوں کی تھکاوٹ کی خصوصیات پر پوسٹ پروسیسنگ کے مختلف طریقوں کے اثرات کو بہتر بنانے اور ان کا مطالعہ کرنے کی کوشش کرنے والے کچھ مطالعات ہوئے ہیں۔ تاہم، یہ واضح نہیں ہے کہ اضافی طور پر تیار کردہ ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کی تھکاوٹ کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل کیا ہیں، لہذا اضافی طور پر تیار کردہ ٹائٹینیم مرکبات کی تھکاوٹ کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے ایک بہترین پوسٹ پروسیسنگ طریقہ کا ابھی تک تعین نہیں کیا گیا ہے۔ مزید برآں، تھکاوٹ کی طاقت کو بہتر بنانے پر HIP ٹریٹمنٹ سے پہلے ہیٹ ٹریٹمنٹ لگانے کا اثر، خاص طور پر Ti-6Al-4V الائے کے لیے، شاید ہی دریافت کیا گیا ہو۔

یہ مضمون ابتدائی حالت میں پاؤڈر بیڈ لیزر سلیکٹیو پگھلنے کے طریقہ کار سے تیار کردہ Ti-6Al-4V الائے کی تناؤ اور تھکاوٹ کی خصوصیات کا مطالعہ اور موازنہ کرتا ہے۔ اس فیلڈ میں تحقیقی خلا کو پُر کریں۔

 

ابتدائی حالت Ti-6Al-43D پرنٹنگ کے ذریعے حاصل کردہ مرکب میں سب سے زیادہ پیداواری طاقت، تناؤ کی طاقت اور سختی ہے؛ Ti-6Al-4Hot isostatic پریسنگ ہیٹ ٹریٹمنٹ مشین پروسیسنگ حالات (HT+HIP+M) کے تحت V الائے طاقت کے لحاظ سے زیادہ مضبوط ہے۔ کم، لیکن سب سے زیادہ لچک ہے. یہ لتھ کے کھردرے ہونے اور ’مارٹینائٹ ڈھانچے کے گلنے اور گرمی کے علاج کے دوران فیز باؤنڈری ڈس لوکیشن کثافت میں کمی کی وجہ سے ہے۔ مخصوص جامد طاقت اور تناؤ کی لچک کا ڈیٹا ٹیبل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

 

جدول 1 جامد طاقت اور ٹینسائل خصوصیات کے نتائج جو اضافی طور پر تیار کردہ ٹائٹینیم مرکب کے مختلف پوسٹ پروسیسنگ طریقوں سے حاصل ہوتے ہیں۔ AB ابتدائی حالت کی نمائندگی کرتا ہے، HT 2 گھنٹے تک 850 ڈگری پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے بعد ریاست کی نمائندگی کرتا ہے، اور HIP ریاست کی نمائندگی کرتا ہے جو 2 گھنٹے تک 920 ڈگری اور 120MPa پر برقرار ہے۔

 

تصویر 1 مختلف پوسٹ پروسیسنگ حالات کے تحت اضافی طور پر تیار کردہ ٹائٹینیم مرکب کا مائیکرو اسٹرکچر۔ (a) AB: ابتدائی حالت (b) HT: 2 گھنٹے کے لیے 850 ڈگری؛ (c) HIP: 920 ڈگری، 2 گھنٹے کے لیے 120MPa؛ (d) HT + HIP حالت۔ تصویر کے دائیں جانب نشان زد سمت پرنٹنگ کے وقت مواد کی اسٹیکنگ سمت ہے۔

 

شکل 1 مختلف پوسٹ پروسیسنگ ریاستوں کے تحت اضافی طور پر تیار کردہ ٹائٹینیم مرکبات کا مائکرو اسٹرکچر دکھاتا ہے۔ یہ تصویر الیکٹران مائیکروسکوپ کے نیچے لی گئی بیک بکھری ہوئی تصویر ہے۔ اس تصویر میں، سفید کنٹراسٹ والا فیز فیز ہے، اور بلیک اینڈ گرے کنٹراسٹ والا فیز فیز ہے۔ پرنٹ شدہ ٹائٹینیم مرکب کی منفرد مائکرو ساختی خصوصیات کو اعداد و شمار میں نشان زد کیا گیا ہے، بشمول اصل مرحلے کے اناج کی حدود اور Widmanstatten ڈھانچہ۔ شکل 2 میں نتائج مختلف پوسٹ پروسیسنگ حالات کے تحت TEM ٹیسٹ کے نتائج دکھاتے ہیں۔

 

شکل 2 مختلف پوسٹ پروسیسنگ حالتوں اور ابتدائی حالتوں میں اضافی طور پر تیار کردہ Ti-6Al-4V کے TEM مشاہدے کے نتائج۔ (a) AB؛ (ب) ایچ ٹی؛ (c) AB + HIP؛ (d) HT + HIP۔

 

ہیٹ ٹریٹمنٹ، یعنی HT+HIP حالات، گرم آئسوسٹیٹک دبانے سے پہلے لاگو کیے گئے، اور پھر نمونے کی سطح کو پالش کیا گیا (HT + HIP + M)۔ یہ پایا گیا کہ اس حالت کے تحت Ti-6Al-4V کی تھکاوٹ کی طاقت میں نمایاں طور پر بہتری آئی تھی، ابتدائی حالت کے مقابلے میں تقریباً 5 گنا بہتر ہوا تھا، جب کہ اکیلے ہیٹ ٹریٹمنٹ نے اس کی تھکاوٹ کی طاقت کو تقریباً بڑھا دیا تھا۔ اصل حالت کے مقابلے میں 3 گنا۔ مخصوص SN وکر کو شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

 

شکل 3 مختلف پوسٹ پروسیسنگ حالات کے تحت SN منحنی خطوط۔ مخصوص پوسٹ پروسیسنگ کا طریقہ تصویر کے اوپری دائیں کونے میں لیجنڈ میں دکھایا گیا ہے۔ ان میں، M کا مطلب ہے کہ نمونے کی سطح کو پالش کیا گیا ہے، اور M کا مطلب یہ ہے کہ پرنٹنگ مکمل ہونے کے بعد نمونے کی سطح حالت میں ہے۔

 

ہیٹ ٹریٹمنٹ (HT) اور ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ (HIP) اضافی طور پر تیار کردہ Ti-6Al-4V الائے کے اندر مائیکرو اسٹرکچر میں تبدیلیوں کا باعث بنتے ہیں۔ گرمی کے علاج کے بعد، میٹاسٹیبل ایکیکولر ′ مارٹینائٹ ڈھانچہ + لیمیلر ڈھانچے میں گل جاتا ہے، اور گرمی کے علاج کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ہی لیمیلا کی موٹائی میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے۔ ایچ ٹی علاج AB حالت کے مقابلے میں تھکاوٹ کی طاقت کو بہتر بناتا ہے، بنیادی طور پر + lamellar ڈھانچے میں -کالونیوں (ایک جیسے اناج کی سمت کے ساتھ کرسٹل گروپس) کی رکاوٹ اور 3D پرنٹنگ کے عمل کے ذریعے متعارف کرائے جانے والے تناؤ کے بقایا تناؤ کی وجہ سے۔ آرام ایچ آئی پی کے علاج سے تھکاوٹ کی طاقت میں بہتری کی وجہ نہ صرف ایچ ٹی ریاست میں بیان کردہ دو نکات ہیں، بلکہ مواد کے اندر موجود نقائص کے خاتمے کو بھی فروغ دیتے ہیں۔ مخصوص ایکس رے μCT ٹیسٹ کے نتائج نیچے تصویر 4 میں دکھائے گئے ہیں۔

 

شکل 4 مختلف پوسٹ پروسیسنگ ریاستوں کے تحت داخلی نقائص کی سہ جہتی تعمیر نو۔ (a) AB؛ (ب) ایچ ٹی؛ (c) AB + HIP؛ (d) HT + HIP۔

کاغذی حوالہ کی معلومات:

بھنڈاری ایل، گوڑ V. اضافی طور پر بنائے گئے Ti-6Al-4V الائے[J] کی تھکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے پوسٹ پروسیسنگ کے مختلف طریقے۔ انٹرنیشنل جرنل آف فیٹیگ، 2023: 107850۔