Characterization of low-temperature nitrided NiTi shape memory alloy

• Autorzy: Lelątko Józef , Lekston Zdzisław , Tarnowski Michał , Chrobak Dariusz , Łosiewicz Bożena , Goryczka Tomasz , Wierzchoń Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2019.3.3

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka warstw azotowanych wytworzonych w niskotemperaturowej plazmie na stopie z pamięcią kształtu NiTi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results obtained from studies on the influence of the low temperature glow discharge nitriding process on the structure, kinetics of martensitic transformation, one-way shape memory effect, superelasticity effect, mechanical properties, and corrosion resistance of the NiTi alloy. The changes observed in a structure after nitriding process do not affect negatively the shape memory effect. Moreover, applied surface modification increased hardness and frictional coefficient of the NiTi.

PL

Stopy NiTi ze względu na zdolność pamięci kształtu, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz odporność korozyjną są coraz częściej stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym, kosmicznym oraz w mikromechanice, robotyce, a także w zastosowaniach medycznych. Jednakże w niektórych aplikacjach stopy te wymagają zwiększenia twardości i odporności na zużycie przez tarcie. W pracy przedstawiono możliwość polepszenia tych parametrów przez wytworzenie w niskotemperaturowej plazmie na powierzchni stopu NiTi azotowanej, dyfuzyjnej warstwy powierzchniowej, w takich warunkach technologicznych procesu azotowania, by nie wpłynąć negatywnie na pozostałe właściwości użytkowe stopu NiTi, w szczególności zdolność pamięci kształtu i właściwości mechaniczne.

Słowa kluczowe

EN

NiTi; shape memory alloys; nitriding process; structure; properties

PL

NiTi; stop z pamięcią kształtu; azotowanie jarzeniowe; struktura; właściwości

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 40, nr 3
• Strony: 74--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Lelątko Józef

• University of Silesia, Institute of Technology and Mechatronics, Sosnowiec

autor

Lekston Zdzisław

• University of Silesia, Institute of Materials Science, Chorzów

autor

Tarnowski Michał

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Technology, Warsaw

autor

Chrobak Dariusz

• University of Silesia, Institute of Materials Science, Chorzów

autor

Łosiewicz Bożena

• University of Silesia, Institute of Materials Science, Chorzów

autor

Goryczka Tomasz

• University of Silesia, Institute of Materials Science, Chorzów

autor

Wierzchoń Tadeusz

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Technology, Warsaw

Bibliografia

• [1] Buehler W. J., Gilfrich J. V., Wiley R. C.: Effect of low-temperature phasechanges on the mechanical properties of alloys near composition TiNi. J.Appl. Phys. 34 (1963) 1475÷1477.
• [2] Mohd Jani J., Leary M., Subic A., Gibson M. A.: A review of shape memoryalloy research, applications and opportunities. Mater. Des. 56 (2014)1078÷1113.
• [3] http://www.tiniaerospace.com/products.html.
• [4] Fyta M. G., Mathioudakis C., Kopidakis G., Kelires P. C.: Structure, stability,and stress properties of amorphous and nanostructured carbon films.Thin Solid Films 482 (2005) 56÷62.
• [5] Lelątko J., Freitag M., Rak J., Wierzchoń T., Goryczka T.: Structure ofnitride and nitride/oxide layers formed on NiTi alloy. Sol. St. Phen. 186(2012) 259÷262.
• [6] Fu Y., Wu X., Wang Y., Li B., Yang S.: Study of corrosion resistance propertyand microstructure of TiNi shape memory alloy modified by pulsedhigh-energy density plasma. Appl. Surf. Sci. 157 (2000) 167÷177.
• [7] Wu S. K., Chu C. L., Lin H. C.: Ion nitriding of TiNi shape memory alloys.I. Nitriding parameters and microstructure characterization. Surf. Coat.Tech. 92 (1997) 197÷205.
• [8] Wu S. K., Lin H. C., Lee C. Y.: Gas nitriding of an equiatomic TiNi shapememory alloy: II. Hardness, wear and shape memory ability. Surf. Coat.Tech. 113 (1999) 13÷16.
• [9] Lin H. C., Liao H. M., He J. L., Lin K. M., Chen K. C.: Wear characteristicsof ion-nitrided Ti50Ni50 shape memory alloys. Surf. Coat. Tech. 92(1997) 178÷189.
• [10] Lelatko J., Paczkowski P., Wierzchoń T., Morawiec H.: TEM studies of thenitrided Ni–Ti surface layer. J. Microsc. 223 (2006) 234÷236.
• [11] Lelątko J., Lekston Z., Wierzchoń T., Goryczka T.: Influence of low temperatureglow discharge nitriding and/or oxiding process on structure andshape memory effect in NiTi alloy. Mater. Sci. Forum 738–739 (2013)344÷347.
• [12] Cui Z. D., Man H. C., Yang X. J.: Characterization of the laser gas nitridedsurface of NiTi shape memory alloy. Appl. Surf. Sci. 208–209 (2003)388÷393.
• [13] Cheng Y., Zheng Y. F.: Deposition of TiN coatings on shape memory NiTialloy by plasma immersion ion implantation and deposition. Thin SolidFilms 515 (2006) 1358÷1363.
• [14] Peitsch T., Klocke A., Kahl-Nieke B., Prymak O., Epple M.: The releaseof nickel from orthodontic NiTi wires is increased by dynamic mechanicalloading but not constrained by surface nitridation. J. Biomed. Mater. Res.A. 82A (2007) 731÷739.
• [15] Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface engineering of metals: principles,equipment, technologies. CRC Press, Boca Raton. London (1999).
• [16] De Sousa R. R. M., de Araújo F. O., Ribeiro K. J. B., Mendes M. W. D., daCosta J. A. P., Alves C.: Cathodic cage nitriding of samples with differentdimensions. Mat. Sci. Eng. A-Struct. 465 (2007) 223÷227.
• [17] Alves C., Guerra Neto C. L. B., Morais G. H. S., da Silva C. F., Hajek V.:Nitriding of titanium disks and industrial dental implants using hollowcathode discharge. Surf. Coat. Tech. 194 (2005) 196÷202.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).