Oxidation Kinetics of Ti6Al4V Alloy and Pure Titanium (Cp-Ti)

Abstract

The oxidation kinetics behavior of Ti6Al4V alloy and pure Ti (Cp-Ti) were investigated under air atmosphere at temperatures of 600, 650 and 700 °C for 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 72 h have been identified in the study. The oxidized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM). After thermal oxidation, a thin oxide layer was formed on the surfaces and oxygen diffusion took place into the metal. The oxide layer formed rutile and anatase (TiO2) form. The thickness of the oxide layer increased with increasing the oxidation temperature and time The activation energies for oxidation were estimated for Ti6Al4V alloys and Cp-Ti, 201.3kJ/mol for Ti6Al4V and 269.4kJ/mol for Cp-Ti were found, respectively.

Özet

Ti6Al4V alaşımı ve saf Titanyumun (Cp-Ti) açık atmosferde 600, 650 ve 700 °C için, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 72 saat sürelerinde oksidasyon kinetiği davranışları incelenmiştir. Oksidasyon işlemi sonrası numune yüzeyleri X-ışınları difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımı ile incelenmiştir. Termal oksidasyon sonrasında yüzeylerde ince oksit tabakası oluşmuş ve metal içerisine oksijen difüzyonu gerçekleşmiştir. Oluşan oksit tabakası rutil ve anatas formundaki TiO2’dir. Yüzeyde oluşan oksit tabakasının kalınlığı, sıcaklık ve süreye bağlı olarak artmaktadır. Oksidasyona uğratılan numunelerin aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Ti6Al4V için oksidasyon aktivasyon enerjisi 201.3kJ/mol, Cp-Ti için ise 269.4kJ/mol hesaplanmıştır.