Wpływ warunków procesu azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości nanokrystalicznego tytanu Grade 2

• Autorzy: Sitek R. , Matysiak H. , Pakieła Z. , Kurzydłowski K. J.

Warianty tytułu

EN

The influence of glow discharge nitriding process conditions on microstructure and properties of nanocrystalline titanium Grade 2

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wpływ warunków procesu azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości nanokrystalicznego tytanu Grade 2. W celu charakteryzowania mikrostruktury warstw azotowanych stosowano metody spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), dyfrakcji (XRD) oraz elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej. Wykazano, że w procesie prowadzonym w temperaturze 500°C na podłożu mikrokrystalicznego tytanu Grade 2 tworzy się warstwa TiN. Natomiast w tych samych warunkach w przypadku tytanu nanokrystalicznego Grade 2 jest możliwe wytworzenie warstwy TiN + Ti2N. Analiza wyników próby statycznego rozciągania wykazała, że proces azotowania jarzeniowego nieznacznie zmniejsza właściwości wytrzymałościowe nanokrystalicznego tytanu Grade 2. Zwiększa natomiast znacząco wydłużenie do zerwania. Azotowanie tytanu mikrokrystalicznego Grade 2 powoduje nieznaczne zwiększenie wytrzymałości przy zachowaniu zbliżonych wartości wydłużenia.

EN

The paper concerns the influence of glow-discharge nitriding process conditions on the microstructure and properties of nanocrystalline titanium Grade 2. The methods used to characterize the nitride layers included secondary ion mass spectroscopy (SIMS), X-ray diffraction analyses (XRD), investigations using scanning and transmission electron microscopes. It was found that during the process carried out at a temperature of 500°C, a TiN coating was formed on the microcrystalline titanium Grade 2. In the case of nano-Grade 2, on the other hand, it was possible to obtain a TiN+Ti 2N coating under identical conditions. The tensile tests revealed that the glow-discharge nitriding process results in a minor decrease in the strength of the nanocrystalline titanium Grade 2 samples, on the other hand, nitriding has a major positive influence on the elongation to fracture. In the case of the nitriding of titanium Grade 2 with a microcrystalline microstructure, a slight increase in the strength was observed while other parameters remained unchanged.

Słowa kluczowe

PL

tytan Grade 2; wyciskanie hydrostatyczne; azotowanie jarzeniowe; TiN

EN

titanium Grade 2; hydrostatic extrusion; nanocrystalline microstructure; glow discharge nitriding process; TiN

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 3
• Strony: 169--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sitek R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Matysiak H.

• Uczelniane Centrum Badawcze, Politechnika Warszawska

autor

Pakieła Z.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Kurzydłowski K. J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Melechow R., Tubielewicz K., Błaszczyk W.: Tytan i jego stopy. Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa (2004).
• [2] Moiseev N. V.: Titanium in Russia. Metal Science and Heat Treatment 47 7-8 (2005) 371÷376.
• [3] Faller K.: Titanium exhaust systems cut weight, do not corrode. Advanced Materials&Processes 158 (4) (2000) 13÷16.
• [4] Lutjering G., Wiliams J. G.: Titanium. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2003).
• [5] Wierzchoń T., Czarnowska E., Krupa D.: Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2004).
• [6] Niinomi M.: Recent metallic materials for biomedical applications. Metallurgical and Materials Transactions 33A (2002) 480÷486.
• [7] Kurzydłowski K. J., Lewandowska M.: Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa (2010).
• [8] Garbacz H., Lewandowska M., Pachla W., Kurzydłowski K. J.: Structural and mechanical properties of nanocrystalline titanium and 316LVM steel processed by hydrostatic extrusion. Journal of Microscopy 223 (2006) 272÷274.
• [9] Garbacz H., Grądzka-Dahlke M., Kurzydłowski K. J.: The tribological properties of nano-titanium obtained by hydrostatic extrusion. Wear 263 (2007) 572÷578.
• [10] Brojanowska A., Ossowski M., Sobiecki R. J., Wierzchoń T.: Wpływ niskotemperaturowego azotowania i węgloazotowania na zachowanie korozyjne stopu Ti6Al4V w roztworze Ringera. Inżynieria Materiałowa 6 (2008) 963÷967.
• [11] Frączek T., Olejnik M., Jasiński J.: Warstwa wierzchnia tytanu po niekonwencjonalnym azotowaniu jarzeniowym. Inżynieria Materiałowa 4 (2010) 961÷964.
• [12] Lei M. K., Ou Y. X., Wang K. S., Chen L.: Wear and corrosion properties of plasma-based low-energy nitrogen ion implanted titanium. Surface & Coatings Technology 205 (2011) 4602÷4607.

Uwagi

PL

Praca finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu N N507 274736.