Głębokościowa charakterystyka odporności korozyjnej azotowanego stopu Ti6Al4V

• Autorzy: Jagielska-Wiaderek Karina

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2021.2.1

Warianty tytułu

EN

The depth characteristic of the corrosion resistance of the nitrided Ti6Al4V alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono elektrochemiczną ocenę odporności korozyjnej azotowanego stopu tytanu Ti6Al4V. Badania korozyjne wykonano w 0,5M roztworze siarczanowym zakwaszonym do pH = 2 wykreślając krzywe potencjokinetyczne na różnych głębokościach warstwy wierzchniej. Grubość powstałej warstwy wierzchniej oceniono na podstawie badań strukturalnych oraz zmiany mikrotwardości na przekroju poprzecznym obrobionego powierzchniowo materiału. Stwierdzono, że przeprowadzona obróbka azotująca poprawia odporność korozyjną oraz znacznie utwardza powierzchnie badanego materiału. Uzyskana warstwa wierzchnia posiada budowę strefową przy czym najwyższą odporność korozyjną jak i najwyższą mikrotwardość wykazuje najbardziej zewnętrzna strefa azotków.

EN

The paper reports the electrochemical assessment of the corrosion resistance of the titanium alloy Ti6Al4V. Corrosion tests were carried out in a 0.5M sulphate solution acidified to pH = 2, while plotting potentiometric curves at varying depths of the top layer. The thickness of the produced top layer was assessed based on structural examination and change in microhardness over the cross-section of the surface treated material. It has been found that the nitriding treatment improves the corrosion resistance and considerably hardens the surface of the material under study. The obtained top layer exhibits a zonal structure, with the greatest corrosion resistance and the highest microhardness being shown by the outermost nitride zone.

Słowa kluczowe

PL

stopy tytanu; azotowanie jarzeniowe; korozja; mikrotwardość; mikrostruktura

EN

titanium alloys; glow discharge nitriding; electrochemical corrosion; microhardness; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 34--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jagielska-Wiaderek Karina

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology

Bibliografia

• [1] Bala H. 2002. „Korozja materiałów: Teoria i praktyka”. Częstochowa: Wydawnictwo WIPMiFS PCz.
• [2] Balin A. 1998. „Mechaniczne i materiałowe uwarunkowania stabilności i trwałości endoprotezy stawu biodrowego - studium zagadnienia”. Inżynieria Materiałowa 2 : 44-52.
• [3] Bordji K., J. Y. Jouzeau, D. Mainard. 1996. “Cytocompatibility of Ti6Al4V and Ti5Al2,5Fe alloys according to three surface treatments using human fibroblasts and osteoblasts”. Biomaterials 17 : 929–933.
• [4] Borkowski J., P. Borkowski, M. Mazurkiewicz. 2008. „Obrobka stopow tytanu z zastosowaniem technologii hydrostrumieniowych. Inżynieria Maszyn 13 (1/2) : 68-80.
• [5] Boyer R., G. Welsch, E.W., Collings. 1994. Materials Properties Handbook: Titanium Alloys. Materials Park, Ohio: ASM International.
• [6] Brojanowska A., J. Kamiński, M. Ossowski, T. Wierzchoń. 2008. „Procesy azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego stopu tytanu Ti6Al4V w aspekcie zastosowania na implanty kardiologiczne”. Ochrona przed Korozją 4-5 : 135-139.
• [7] Bylica A., J. Sieniawski. 1985. Tytan i jego stopy. Warszawa: Wydawnictwo PWN.
• [8] Ebel T., R. Gerling, K. -H. Otto. 1999. „Surface modifications for improved hemocompatibility and wear resistance of titanium alloys used in artifical heart valves”. Materials for Medical Engineering 2 : 155-160.
• [9] Frączek T., M. Ogorek, Z. Skuza. 2020. “The effectiveness of active screen method in ion nitriding grade 5 eli titanium alloy”. Metalurgija 59 ( 2) : 167-170.
• [10] Gierzyńska-Dolna M., J. Adamus, P. Lacki. 2001. „Tribologiczne właściwości biomateriałow”. Tribologia 4 : 559-567.
• [11] Gierzyńska-Dolna M., M. Lijewski. 2012. „Zastosowanie tytanu i jego stopow w implantologii i inżynierii biomedycznej”. Inżynieria Materiałowa 33 (4) : 315-318.
• [12] Hanawa T., M. Ota. 1992. “Characterization of surface film formed on titanium in electrolyte using XPS”. Applied Surface Science 55 : 269-276.
• [13] Jagielska K., H. Bala, 2006. „Przydatność metody postępującego ścieniania dla oceny zmian odporności korozyjnej na przekroju poprzecznym cienkich warstw wierzchnich”. Ochrona przed Korozją 11s/A : 219-224.
• [14] Jagielska-Wiaderek K. 20019. „Budowa strukturalna oraz odporność korozyjna na przekroju poprzecznym warstwy wierzchniej borowanej stali nierdzewnej”. Ochrona przed Korozją 62 (11) : 372-375.
• [15] Jagielska-Wiaderek K. 2015. „Wpływ azotowania powierzchni stopu Ti6Al4V na jego odporność korozyjną w środowiskach kwaśnych”. Inżynieria Stomatologiczna – Biomateriały 12(1) 30-32.
• [16] Jagielska-Wiaderek K., H. Bala, T. Wierzchoń. 2010. „Corrosion depth profiles of nitrided titanium alloy in acidified sulphate solution”. Central European Journal of Chemistry 11 (12) : 2005-2011.
• [17] Kamiński J., A. Brojanowska, M. Tarnowski, T. Borowski, T. Wierzchoń. 2013. „Odporność korozyjna warstw azotowanych i tlenoazotowanych wytworzonych na tytanie Grade 2 w procesach obrobek jarzeniowych”. Ochrona przed Korozją 56 (11) : 464-468.
• [18] Kamiński J., Borowski T., Tarnowski M., Wierzchoń T. 2014. „Wpływ sposobu wytwarzania warstw azotowanych na tytanie Grade 2 na ich odporność korozyjną”. Inżynieria Materiałowa 5 : 374-377.
• [19] Krupa K., P. Laskowski, J. Sieniawski. 2012. „Zastosowanie w technice lotniczej stopow tytanu na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl oraz wpływ warunkow frezowania na właściwości warstwy wierzchniej”. Mechanik 85. nr 1CD.
• [20] Kucharski R., F.W. Bach, S. Błażewicz, J. Chłopek, D. Bormann. 2007. „Application of Ti-6Al-4V for tissue engineering”. Engineering of Biomateriale 10 (69/72) : 18-22.
• [21] Melechow R., K. Tubielewicz, W. Błaszczuk. 2004. Tytan i jego stopy. Częstochowa: Wydawnictwo P. Cz.
• [22] Okazakia Y., Y. Ito, K. Kyo, T. Tateishi. 1996. „Corrosion resistance and corrosion fatigue strength of new titanium alloys for medical implants without V and A1”. Materials Science and Engineering 213 : 138-147.
• [23] Sobiecki J.R., T. Wierzchoń, J. Rudnicki. 2001. „The influence of glow discharge nitriding, oxynitriding and carbonitriding on surface modification of Ti- -1Al-1Mn titanium alloy”. Vacuum 64 : 41-46.
• [24] Sovak G., A. Weiss, J. Gotman. 2000. “Osseointegration of Ti6Al4V alloy implants coated with titanium nitride by a new method”. The Journal of Bone and Joint Surgery 82-B : 290-296.
• [25] Stern M., A. L. Geary. 1957. “Electrochemical Polarization I . A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves”. Journal of Electrochemical Society 104(1) : 56–63.
• [26] Tomashov N.D. 1985. Titanium and Corrosion Resistive Alloys on its Basis. Moskwa: Metallurgiya.
• [27] Vaquila I., L.I., Vergara, M.C.G. Passeggi, R.A. Vidla, J. Ferron. 1999. “Chemical reactions at surfaces: titanium oxidation”. Surface and Coatings Technology 122 : 67-71.
• [28] Wang J., N. Li, G. Rao, E. Han, W. Ke. 2007. „Stress corrosion cracking of NiTi in artificial saliva”. Dental Materials 23 : 133-137.
• [29] Wierzchoń T., A. Flesza. 1997. “Properties of surface layers on titanium alloy produced by thermo-chemical treatments under glow discharge conditions”. Surface and Coatings Technology 96 : 205-209.
• [30] Wierzchoń T., E. Czarnowska, D. Krupa. 2004. „Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza PW.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).