Azotowanie jarzeniowe tytanu i stopu Ti-6Al-4V przy temperaturze 843 K

Sadurski, K.; Jeziorski, L.; Frączek, T.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Azotowanie jarzeniowe tytanu i stopu Ti-6Al-4V przy temperaturze 843 K

Autorzy

Sadurski K. , Jeziorski L. , Frączek T.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Glow discharge nitriding of titanium and Ti-6Al-4V alloy at 843 temperature25

Konferencja

II Krajowa Konferencja "Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym", Międzyzdroje, 7-10 września 2003

Języki publikacji

Abstrakty

Niniejsza praca podejmuje problematykę azotowania jarzeniowego tytanu i jego stopów przy temperaturze 843 K. Ocenie poddano warstwy wierzchnie czystego tytanu (gat. 2 wg ASTM) oraz stop Ti-6Al-4V (gat 5 wg ASTM) uzyskane w wyniku azotowania w wyładowaniu jarzeniowym prądu stałego. Proces azotowania prowadzono przy temperaturze 843 K w trzech rodzajach mieszanin gazowych. Analizę warstw wierzchnich wykonano w oparciu o badania mikrostruktury przeprowadzone na mikroskopie optycznym oraz skaningowym. Przedstawiono wyniki pomiarów mikrotwardości powierzchni przy zmiennym obciążeniu oraz na przekroju poprzecznym warstw. Grubości strefy azotków określono na podstawie pomiarów śladów zużycia warstwy wierzchniej na kuloteście. Skład strukturalny naazotowanych warstw oceniono metodami analizy rentgenograficznej.

This work concerns problems connected with glow discharge nitriding of titanium and its alloys at 843 K temperature. Surface layers produced on commercially pure titanium (ASTM Grade 2) and Ti-6Al-4V alloy (ASTM Grade 5) as a result of d. c. glow discharge nitriding were estimated. Nitriding processes were carried out at 843 K temperature in three different gas mixtures. Preliminary analysis of surface layers was made on the basis of microstructure studies conducted on optical and scanning microscope. The paper presents results of surface microhardness measurements (with different loads) and microhardness profiles on the cross section of layers. Nitrides zone thickness was determined on the basis of measurements of wear craters that were produced by the means of ball cratering technique. Phase composition of nitrided layers was determined by X-ray analysis methods.

Słowa kluczowe

azotowanie jarzeniowe tytan stop temperatura mieszanina gazu warstwa wierzchnia mikrostruktura mikroskop optyczny mikroskop skaningowy mikrotwardość analiza rentgenograficzna

glow discharge nitriding titanium alloy temperature gas mixtures surface layer microstructure optical microscope scanning microscope microhardness X-ray analysis

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Inżynieria Materiałowa

Rocznik

2003

Tom

R. XXIV, nr 6

Strony

567--570

Opis fizyczny

Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sadurski K.

Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Jeziorski L.

Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

autor

Frączek T.

Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

1. Boyer R. R.: An overview on the use of titanium in the aerospace industry, Materials Science and Engineering, A213,1996,103-113.
2. Bylica J., Sieniawski J.: Tytan i jego stopy, PWN, Warszawa, 1985
3. Marciniak J.: Perspektywy stosowania biomateriałów metalicznych chirurgii rekonstrukcyjnej. Inżynieria Biomateriałów, Nr 1, 1997, 2-19.
4. Gorynin I. V.: Titanium alloys for marine application, Materials Science and Engineering, A263,1999,112-116.
5. Hurless B.E.: Lowering the cost of titanium alloys, The AMPTIAC Quarterly, 6,2002 (2), 3-9.
6. Budinski K. G.: Tribological properties of titanium alloys, Wear, 151,1991,203-217.
7. Dong H., Bell T.: Enhanced wear resistance of titanium surfaces by a new thermal oxidation treatment, Wear, Vol. 238,2000,131-137.
8. Bell T., Morton P. H., Bloyce A.: Towards the design of dynamically loaded titanium engineering components, Materials Science and Engineering, A184, 1994, 73-86.
9. Sieniawski J., Filip R., Pleszakow E., Mrówka G.: Modification of Ti-6Al-4V titanium alloy microstructure as a result of laser carbonitriding. Inżynieria Materiałowa, 2001 (5), 819 - 822.
10. Rie K. T., Lampe Th.: Thermochemical surface treatment of itanium and titanium alloy Ti - 6Al - 4V by low energy nitrogen on bombardment, Materials Science and Engineering, Vol. 69, 1985,473-481.
11. Roliński E.: Azotowanie jonowe tytanu i jego stopów. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Mechanika, z. 118, 1988.
12. Wierzchoń T., Czarnowska B., Maranda-Niedbała A., Zegadło-Mylik M.: Obróbki jarzeniowe tytanu i jego stopów w aspekcie astosowań w medycynie, Inżynieria Materiałowa, 1999 (2), 57-61
13. Meletis E. 1: Intensified plasma-assisted processing: science and engineering, Invited Review, Surface and Coatings Technology, 149,2002,95-1131
14. Spies H.-J., Reinhold B., Wilsdorf K.: Gas nitriding - process ontrol and nitriding of non-ferrous alloys, Surface Engineering, 17, 2001(1), 41-54.
15. Itatani R.: Physics of reactive plasmas for material tailoring Plasmas & Ions, Vol. 1, 1998, 37-44.
16. Kersten H., Deutsch H., Steffen H., Kroesen G. M. W., Hippler R.: The energy balance at substrate surfaces during plasma processing, Vacuum, Vol 63,2001,385-431.
17. Rapakoulias D. E., Gerassimou D. E.: Energy transfer from a glow discharge to a solid surface, Journal of Applied Physics, Vol 62, 987,402-408.
18. Braithwaite N. St. J.: Introduction to gas discharges, Plasma Sources Science and Technology. 9 (200), str. 517-527.
19. Raveh A.: Mechanism of r.f. plasma nitriding of Ti - 6Al - 4V alloy, Materials Science and Engineering, Vol A167, 1993, 155-164.
20. Gil F. J., Planell J. A.: Behavior of normal grain growth kinetics in single phase titanium and titanium alloys, Materials Science and Engineering, A238, 2000, 17 - 24.
21. Chen K. C, Jaung G. J.: D. c. diode ion nitriding behaviour of tanium and Ti - 6A1 - 4V, Thin Solid Fihns, 303, 1997, 226-231.
22. Panajoti T. A., Solov'ev G. V.: Ionnoe azotirovanie starejuśćich (a+b) - splavov titana, Metallovedenie i Termićeskaja Obrabotka Metallov, 1996(5),28-31
23. DIN V ENV 1071-2: Verfahren zur Prufung keramischer Schichten. Jestimmung der Schichtdicke mit dem Kalottenschleifverfahren, 1993.
24. Sadurski K., Jeziorski L.: Warstwa wierzchnia stopów tytanu WT22 OT4-1po azotowaniu w wyładowaniu jarzeniowym. Inżynieria Materiałowa, 130,2002(5), 230-234.
25. Metin E., Inal O. T.: Kinetic of layer growth and multiphase diffusion in ion-nitrided titanium, Metallurgical Transactions A, Vol. 20A, 1989,1819-1832

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BOS5-0007-0011