TiNb-esaslı 𝜷�-Ti Alaşımlarının Kristal Yapı, Mikroyapı ve Dönüşüm Sıcaklıklarına Tantal Katkısının Etkileri

Abstract

β-tipi Ti-esaslı alaşımlar yüksek sıcaklıktaki dayanıklılığı ve biyo-uyumluluğu sayesinde uzay teknolojisi ve medikal alanlarda kullanımı yaygın olan materyallerdir. Nb ve Ta gibi düşük yoğunluklu, üstün korozyon direnci ve toksik olmayan özelliklere sahip elementler ile takviye edilmesi, β-tipi Ti-esaslı alaşımları daha da çekici hale getirmiştir. Hazırlanan TiNb(24,5-x)Ta(x=0,1,2,3,4) (at. %) alaşımlarının kristalografik özellikleri, mikroyapısı ve dönüşüm sıcaklıkları incelendi. DSC analizlerinden 5,5 oC ile 41,1 oC aralığında sadece 𝛼�→𝛽� ters dönüşümü gözlenmiştir. Oda sıcaklığında yapılan XRD analizleri ile DSC sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür. Baskın 𝛽� fazlarına karşın 𝛼� fazlarının küçük miktarlar da olduğu tespit edilmiştir. 𝛽� fazının baskın olması Ta ve Nb elementlerinin fazını kararlı hale getirdiği göstermiştir. Optik mikroskop görüntülerinden, Ta ilavesi ile tane yapıları içerisindeki 𝛽� fazının ve bu fazın tane sınırlarının belirginleştiği görülmüştür. 𝛼� fazının, SEM-EDX görüntülerinden alınan sonuçlara göre çökelti fazı olduğu görülmüştür. Ayrıca EDX sonuçları ile Ta element konsatrasyonunun tane sınırlarında arttığı bulunmuştur. Alaşımların değerlik elektron sayısı (𝑒�𝑣� 𝑎� ⁄ ) ve ortalama değerlik elektron konsantrasyonu oranları (𝑐�𝑣� ) [(𝑒�𝑣� 𝑎� ⁄ <5, 𝑐�𝑣� ~0,15)] ile oda sıcaklığı altında dönüşüm sergilemesi, bu alaşımların düşük değerli alaşımlar olduğunu gösterir.