پوسته آلفا کیست؟ توضیح بده.
در متالورژی، پوسته آلفا، لایه فازی غنی‌شده از اکسیژن است که در سطح تیتانیوم و آلیاژهای آن تشکیل می‌شود زمانی که در معرض هوای گرم یا اکسیژن قرار می‌گیرند. پوسته آلفا سخت و شکننده است و تمایل به ایجاد مجموعه‌ای از ریزترک‌ها دارد که باعث کاهش عملکرد فلز و خواص خستگی آن می‌شود. پوسته آلفا را می‌توان با پردازش تیتانیوم در شرایط خلاء بسیار عمیق به حداقل رساند یا از تولید آن جلوگیری کرد. با این حال، در صورتی که این لایه در سطح تشکیل شده باشد، روش مرسوم برای حذف آن، استفاده از روش‌های کاهشی مانند ماشین‌کاری یا فرزکاری شیمیایی است.تعریف.به دلیل نرخ بالای نفوذ گازها در تیتانیوم، هنگامی که به این فلز در هوا یا در اتمسفرهای اکسیدکننده حرارت داده می‌شود، به‌راحتی با اکسیژن آلوده می‌شود. اصطلاح پوسته آلفا به سطح غنی از اکسیژن و تثبیت‌شدهٔ آلفا اشاره دارد که نتیجهٔ آلودگی با هوا در دماهای بالا است.عملیات‌های حرارتی.تیتانیوم و آلیاژهای آن تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرند که باعث:می‌شود. از آنیل کردن و پیرسازی برای تغییر خواص مکانیکی استفاده می‌شود. از تنش‌زدایی عمدتاً در دماهای بین ۴۵۰ تا ۸۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد (۸۴۰ تا ۱۴۷۰ درجهٔ فارنهایت) استفاده می‌شود تا از اعوجاج جلوگیری کرده و فلز برای عملیات شکل‌دهی و ساخت بعدی آماده شود. محدوده‌های دمایی عملیات حرارتی برای آلیاژهای آلفا-بتا و بتا شبه‌پایدار (metastable) متفاوت است. تفاوت اصلی این است که آلیاژهای بتا معمولاً بالاتر از دمای تبدیل بتا (beta transus) محلول‌سازی، تنش‌زدایی و آنیل می‌شوند، در حالی که این عملیات‌ها برای آلیاژهای آلفا-بتا معمولاً زیر دمای تبدیل بتا انجام می‌شوند. خواص نهایی حاصل نه تنها به چرخهٔ عملیات حرارتی، بلکه به ترکیب آلیاژ نیز بستگی دارد. استحکام مواد به‌طور کامل آنیل‌شده با افزایش درصد فاز بتا افزایش می‌یابد. با این حال، در موادی که آلیاژها از دمای حوزه بتا سریع سرد می‌شوند، رابطهٔ استحکام-ترکیب پیچیده‌تر است. این رابطه به تبدیل مارتنزیتی بتا به آلفا (martensitic transformation of beta to alpha) بستگی دارد. حالت بهینه استحکام در این سیستم با پیرسازی حاصل می‌شود. این فرایند شامل سریع سرد کردن از دمای بالا (محلول‌سازی) و سپس پیرسازی در یک دمای میانی است. برای یک چرخهٔ مشخص پیرسازی، استحکام حداکثری در ترکیبی حاصل می‌شود که در آن دمای Ms برابر با دمای محیط است.دو عملیات حرارتی که بیشتر برای تیتانیوم استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:ویژگی‌ها.آلودگی اکسیژنی ممکن است در تیتانیوم خالص یا آلیاژهای آلفا از لحاظ متالوگرافی سخت‌تر تشخیص داده شود، زیرا اکسیژن به عنوان یک تثبیت‌کنندهٔ فاز آلفا عمل می‌کند. حلالیت بالای اکسیژن در فاز آلفا، باعث می‌شود آلودگی آن همواره در بررسی‌های متالوگرافی قابل مشاهده نباشد. در چنین شرایطی، از روش‌های سختی‌سنجی ریزفروسه‌ای (micro-indentation hardness) و تست خمشی (bend-test) استفاده می‌شود.از ویژگی‌های قابل توجه پوسته آلفا در آلیاژهای مختلف تیتانیوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:همچنین تشکیل پوسته آلفا در تیتانیوم تأثیر قابل توجهی بر روی چندین خواص مکانیکی مهم دارد:پیشگیری و زدایش.از روش‌های پیشگیری تولید پوسته آلفا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:از روش‌های زدایش پوسته آلفا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:الکتروپولیش.یکی از تکنیک‌های نوظهور برای حذف پوسته آلفا، قرار دادن فلز در معرض یک فرایند الکتروشیمیایی در نمک‌های مذاب، مانند کلرید کلسیم یا کلرید لیتیوم، در دماهای بالا است. الکتروپولیش به‌عنوان یک روش پیشرفته، روشی بسیار مؤثر در حذف پوسته آلفا محسوب می‌شود. با ترکیب یک حمام شیمیایی و جریان الکتریکی، این فرایند لایه‌ای دقیق از فلز را از سطح قطعه به‌صورت کنترل‌شده حذف می‌کند. الکتروپولیش نه‌تنها لایهٔ شکننده را از بین می‌برد بلکه سطح را پرداخت می‌کند و ویژگی‌های زیبایی و عملکردی قطعه را بهبود می‌بخشد. این روش، اکسیژن محلول در پوسته آلفا را حذف کرده و فلز بدون اکسیژن را بازسازی می‌کند. با این حال، یک پیامد ناخواستهٔ این فرایند در دمای بالا، رشد دانه‌های فلز است. برای محدود کردن رشد دانه‌ها، می‌توان دمای نمک مذاب را کاهش داد. به‌طور جایگزین، فلز می‌تواند مجدداً تحت فرایند نورد قرار گیرد تا دانه‌های بزرگ شکسته شده و به دانه‌های کوچک‌تر تبدیل شوند. از ویژگی‌های الکتروپولیش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:در صنایع هوایی، پزشکی و دیگر زمینه‌هایی که نیاز به سطوح با دقت بالا و ویژگی‌های عملکردی مطلوب دارند، این روش به‌شدت ارزشمند است.