Caratterizzazione di leghe beta Titanio

In this graduation'swork have studied four beta,Titaniumalloys:Ti60V20C20, Ti60 V20Cr10Zr10 , Ti60V20Cr16Zr2Ru2 , Ti60V20Cr18Zr1Ru1 . The alloys have been analyzed just after melting in arc furnace and treatment at 500°C for 24 hours. In the ternary alloy the XRD pattern diffraction and the micrographic analysis (optical microscope and SEM) prove a presence of beta phase, as majority phase in the system. The microstructure has been characterized by beta phase's large grains, with the irregolar grain boundaries. It been demostrated the presence of alpha phase precipitates, in the grains and at the grain boundaries. In the alloys with 1 and 2% of Ruthenium in atomos (thought to improve the mechanical proprieties ),the hardness data dosen't confirm the initial assumptions, because are about similar to the ternary alloy. The Ti60 V20Cr10Zr10 alloy presence a different microstructure characterized by a beta dendrite form, with the alpha precipitate into inter dendrite areas. For the ternary alloy and the Rhuteniums (1 and 2%),the thermal treatment at 500°C for 24 hours, simplify the formation of the laves TiCr2 phase (C-15 structure), in form of precipitates. In the alloy with the 10% of Zr, the microstructure does any particolar changes, respect the as cast; save as the increase of number of alpha precipitates on the sample's surface. It been confermed the thermal treatment cause the change of phase from the beta to alpha/beta. It beeen done a oxidation treatment at 600 and 800°C for 15 hours. At the same temperatures it been fonded two phases: TiO2(rutile stucture) as matrix and ZrO2 as precipitates ( in the oxidation area). In the ternary system the second phase is characterized by Ti3 O; placed in the bondaries between the oxidation area and the polished surface. The hardeness study dosen't confermthe initial assumptions, because the Rhuteniumalloys have the same microhardess values of the ternary sistem. The tensile study say the elongation of the samples before the formation of the cracks, it's 4 or 5 % (epsilon).

In questo lavoro di tesi sono state studiate 4 leghe beta Titanio:Ti60V20C20, Ti60 V20Cr10Zr10 ,Ti60V20Cr16Zr2Ru2 , Ti60V20Cr18Zr1Ru1 . E' stata fatta una caratterizzazione completa delle leghe in seguito a fusione, e dopo trattamento termico a 500°C per 24 ore. Nella lega ternaria, sia i pattern di diffrazione (XRD), che le analisi svolte al microscopio ottico e a scansione elettronica(SEM), ci confermano la presenza della fase beta come fase maggioritaria. La microstruttura è caratterizzata prevalentemente da grani di fase beta molto grandi, netti e dai contorni non regolari. Lungo le regioni interfacciali, come all'interno dei grani si denotano precipitati di fase alfa. Nelle leghe con il Rutenio al 1% e 2% di peso atomico, aggiunti inizialmente per aumentare la durezza delle leghe, si osservano gli stessi risultati ottenuti nella lega ternaria. L'unica eccezione proviene dalla Ti60 V20Cr10Zr10 , dove l'aggiunta di Zr favorirebbe la formazione di una struttura dendritica di fase beta , con deposito di precipitati di fase alfa lungo le zone inter dendritiche. Il trattamento termico a 500°C per 24 ore, sulla lega ternaria e per quelle con l'aggiunta di Ru, facilita la formazione della fase di Laves TiCr2 (struttura C-15), la quale si manifesta sotto forma di precipitati, depositati omogeneamente su tutta la superficie. Nella lega con il 10% in Zr il trattamento termico non ha portato cambiamenti sulla microstruttura, ma ha evidenziato la crescita dei precipitati di fase alfa, portando la lega stessa ad una struttura di tipo alfa/beta. E' stato svolto anche un trattamento ossidativo a 600°C e 800°C per 15 ore. Ad entrambe le temperature si osserva una regione d'ossido bifase, caratterizzata dalla TiO2 ( in forma di Rutilo) distribuita omogeneamente, e dalla ZrO2 sotto forma di precipitati. Unico particolare si ha sul trattamento a 600°C della lega ternaria dove, oltre alla TiO2 (Rutilo), la seconda fase presente è la Ti3 O, osservabile lungo la regione interfacciale tra ossido e superficie lucidata della lega. Lo studio delle caratteristichemeccaniche non ha confermato le previsioni iniziali; poiché le leghe con l'aggiunta di Rutenio, sia a temperature ambiente che dopo trattamento termico, presentano dei valori di durezza simile alla lega ternaria; mentre la deformabilità delle leghe prima della formazione di cricche si attesta in un range tra il 4 e il 5% (epsilon).