Modyfikacja tytanu mikro- i nanoprekursorami proszkowymi metodą stopowania mikroplazmowego powierzchni

• Autorzy: Miklaszewski A. , Jurczyk M.

Warianty tytułu

EN

Titanium surface modification by micro- and nanopowders precursors by application of microplasma surface alloying

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki modyfikacji tytanu mikrokrystalicznego metodą stopowania mikroplazmowego powierzchni za pomocą materiałów wyjściowych Ti + 10% mas. B o różnej wielkości ziarna analizowanej w badaniach strukturalnych XRD. Zastosowanie prekursorów mikro- oraz nanokrystalicznych w istotny sposób wpływa na właściwości wyjściowe otrzymywanych warstw. Celem wytworzenia prekursorów proszkowych o nanometrycznej wielkości ziarna użyto procesu mechanicznej syntezy (MA), poddając skład wyjściowy mieszaniny 48 h syntezie. Uzyskaną w wyniku przetopienia strukturę kompozytową warstwy powierzchniowej, składającą się z osnowy Ti(α) oraz wydzieleń fazy TiB (potwierdzoną badaniami strukturalnymi XRD) analizowano pod kątem różnic mikrostrukturalnych dla zastosowanych materiałów wejściowych o różnej wielkości ziarna. Stopowanie mikroplazmowe za pomocą nanoprekursora pozwoliło na uzyskanie unikatowej mikrostruktury oraz znaczącego zwiększenia mikrotwardości otrzymanej warstwy powierzchniowej 900 HV, w porównaniu z podłożem 160 HV. Wykonano testy odporności korozyjnej w roztworze Ringera w temperaturze 37°C, powierzchni po stopowaniu mikroplazmowym mikro- oraz nanoprekursorami. W przypadku zastosowania mikroprekursorów otrzymywane warstwy powierzchniowe charakteryzują się zwiększoną tendencją do występowania niekorzystnego zjawiska porowatości oraz dużo mniejszą twardością.

EN

The work presents the results of microcrystalline titanium surface modification by microplasma surface alloying with a different size of starting material precursor mixtures of Ti + 10 wt % of B analysed by XRD. Micro- and nanoprecursor influenced the obtained surface layers properties. The nanoprecursor was synthetized by mechanical alloying process (48 h). Obtained after plasma alloying composite surface layer composed from Ti( α) matrix and TiB precipitation. Microstructural differences due to applied different size of starting precursor materials were observed. Microplasma surface alloying with a nanoprecursor allowed to obtain unique microstructure with the significant microhardness improvement up to 900 HV with a comparison to 160 HV for microcrystalline titanium substrate. Surface corrosion resistance potentiodynamic test in Ringer solution at 37°C were performed on surface layers obtained by micro- or nanoprecursor application. Microprecursor increase tendency for porosity occurrence and result in much lower hardness.

Słowa kluczowe

PL

tytan; wydzielenia TiB; nano- i mikroprekursor; mikrostruktura; odporność korozyjna

EN

titanium TiB precipitation; nano- and microprecursor; microstructure; corrosion resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 5
• Strony: 358--361
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miklaszewski A.

• Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Poznańska

autor

Jurczyk M.

• Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Boyer R., Welsch G., Collings E. W.: Materials properties handbook: Titanium alloys. ASM International, Materials Park, OH (1994).
• [2] Gregory J. K., Rack H. J., Eylon D.: Surface performance of titanium. TMS Publication, OH (1996).
• [3] Boyer R. R.: An overview on the use of titanium in the aerospace industry. Materials Science and Engineering A 213 (1996) 103÷114.
• [4] Wang K.: The use and properties of titanium and titanium alloys for medical applications in the USA. Material Science and Engineering A 213(1996) 134÷137.
• [5] Sarma B., Ravi Chandran K. S.: Recent advances in surface hardening of titanium. JOM 63 (2) (2011) 85÷92.
• [6] Dong H., Bell T.: Enhanced wear resistance of titanium surfaces by a new thermal oxidation treatment. Wear 238 (2000) 131÷137.
• [7] Atar E., Kayali E. S., Cimenoglu H.: Characteristics and wear performance of borided Ti6Al4V alloy. Surface and Coatings Technology 202 (2008) 4583÷4590.
• [8] Miklaszewski A., Jurczyk M. U., Jurczyk K., Jurczyk M.: Plasma surface modification of titanium by TiB precipitation for biomedical applications. Surface and Coatings Technology 206 (2011) 330÷337.