Modification of surface layer of titanium alloy by laser alloying

• Autorzy: Filip R.

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja warstwy wierzchniej stopu tytanu przez stopowanie laserowe

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of the laser alloying of Ti-6A1-4V titanium alloy through remelting surface layer with applied SiC powder case. It was carried out to modify the microstructure and properties of the treated zone. Laser process was performed on samples coated by SiC and C powders in stream of argon in order to form the complex microstructure in the consequence of laser irradiation. The laser melted zone was examined: its surface topography, microstructure and phase as well as chemical composition were determined. Microstructural analyses were carried out using Epiphot 300 optical microscope and Novascan 30 scanning electron microscope equipped with EDS X-ray detector. The phases were identified by X-ray diffractometry (Philips) with CuKoc radiation. The Vickers hardness under the load of 1.96 N and thermoelectric power were measured on the surface of cross-sections. Wear resistance tests were carried out using untreated and alloyed samples for comparison.

PL

W pracy przedstawiono efekty wprowadzania materiału stopującego w warstwę wierzchnią stopu tytanu Ti-6A1-4V przy użyciu lasera C02 celem uzyskania zmiany mikrostruktury i właściwości użytkowych w strefie oddziaływania laserowego. Proces prowadzono w osłonie argonu na próbkach pokrytych uprzednio powłoką wytworzoną z proszków SiC i grafitu, celem uzyskania mikrostruktury kompozytowej w efekcie napromieniowania laserowego Prowadzono badania topografii powierzchni stopowanej, mikrostruktury, określono skład chemiczny wydzieleń oraz skład fazowy w strefie stopowania. Stosowano mikroskop świetlny Epiphot 300 i skaningowy Novascan 30 wyposażony w detektor EDX. Fazy identyfikowano przy użyciu dyfraktometru Philips (promieniowanie CuKa) Dokonano pomiarów twardości metodą Vickersa przy obciążeniu 1.96 N oraz siły termoelektrycznej na powierzchni przekroju poprzecznego strefy stopowania. Przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne warstwy stopowanej.

Słowa kluczowe

PL

stopowanie laserowe; stop tytanu Ti-6Al-4V; argon; topografia powierzchni stopowanej; mikroskop świetlny Epiphot 300; mikroskop skaningowy; metoda Vickersa; odporność na zużycie ścierne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 631--634
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Filip R.

• Department of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszów University of Technology, Rzeszów

Bibliografia

• [1] Tian Y.S., Chen C.Z., Li S.T., Huo Q.H.: Research progress on laser surface modification of titanium alloys, Applied Surface Science 242 (2005) 177-184
• [2] Langlade C., Vannes A.B., Krafft J.M., Martin J.R.: Surface modification and tribological behavior of titanium and titanium alloys after YAG-laser treatments, Surface and Coating Technology 100-101 (1998) 383-389
• [3] Major B.: Ablacja i osadzanie laserem impulsowym, Wyd. Naukowe AKAPIT, Kraków 2002
• [4] Ignatiev M., Kovalev E., Melekhin I., Smurov Yu., Sturlese S.: Investigation of the hardening of a titanium alloy by laser nitriding, Wear Vol. 166 (1993) 233-236.
• [5] Ettagi S., Hays V., Hantzpergue J., Saindrenan G., Remy J.C.: Mechanical, structural and tribological properties of titanium nitrided by a pulsed laser, Surface and Coatings Technology Vol. 100 (1998) 428-432.
• [6] Kloosterman A.B., De Hosson J.Th.M.: Microstructural characterization of laser nitrided titanium, Scripta Metallurgica et Materialia Vol. 33 (1995) 567-573.
• [7] Jiang P., He X.L., Li X.X., Zu L.G., Wang H.M.: Wear resistance of a laser surface alloyed Ti–6Al–4V alloy, Surface and Coatings Technology Vol. 130 (2000) 24-28.
• [8] Mridha S., Baker T.N.: Characteristic features of laser-nitrided surfaces of two titanium alloys, Materials Science and Engineering A142 (1991) 115-124.
• [9] Mridha S., Baker T.N.: Metal matrix composite layer formation with 3 μm SiC powder on IMI318 titanium alloy surfaces through laser treatment, Journal of Materials Processing Technology Vol. 63 (1997) 432-437.
• [10] Badini C., Bianco M., Talentino S., Guo X.B., Giagnolo C.: Laser boronizing of some titanium alloys, Applied Surfaces Science Vol. 54 (1992) 374-380.
• [11] Mehlmann A., Dirnfekl S.F., Minkoff I.: Laser-melt injection of B4C on titanium, Surface and Coatings Technology Vol. 42 (1990) 275-281.
• [12] Senthil Selvan J., Subramanian K., Nath A.K., Kumar H., Ramachandra C., Ravindranathan S.P.: Laser boronising of Ti- 6Al-4V as a result of laser alloying with pre-placed BN, Materials Science & Engineering A260 (1999) 178-182.
• [13] Andrievskii A.R., Spivak I.I.: Strength of Refractory Compounds and Materials Based on Them [in Russian], Metallurgiya, Moscow 1989
• [14] Abboud J.H., West D.R.F.: Microstructure of titanium injected with SiC particles by laser processing, Journal of Materials Science Letters 10 (1991) 1149-1152
• [15] Mirdha S., Hu C. et. Al.: Characteristic features of the MMC layer formed on Ti-6Al-4V (IMI 318) alloy surfaces through laser treatment by using SiC powder injection and preplacement techniques, in: Proc. Eight World Conf. on Titanium “Titanium’95: Science and Technology” Birmingham, UK (1995) 2835-2842
• [16] Filip R., Sieniawski J., Pleszakow E.: Formation of surface layers on Ti-6Al-4V titanium alloy by laser alloying, Surface Engineering 22 (2006) 53-57