Azotowanie stopu gamma TiAl pod obniżonym ciśnieniem

• Autorzy: Kaczmarek Ł. , Sawicki J. , Atraszkiewicz R. , Kołodziejczyk Ł. , Szymański W.

Warianty tytułu

EN

Low pressure nitriding of gamma TiAl

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań azotowania pod obniżonym ciśnieniem stopu gamma TiAl, prowadzonego w uniwersalnym piecu próżniowym VPT-4022/24. Badaniu poddano wpływ parametrów azotowania na strukturę, morfologię oraz grubość wytworzonej warstwy. Dodatkowo przeprowadzono analizę składów fazowych, a także nanotwardości wytworzonych warstw. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że azotowanie próżniowe realizowane w jednokomorowej instalacji uniwersalnej pozwala na modyfikację warstwy wierzchniej stopu gamma TiAl przez wytworzenie twardych, odpornych na ścieranie struktur azotowych oraz roztworu stałego w strukturze gamma-TiAl. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, iż proces azotowania przy obniżonym ciśnieniu, w odniesieniu do stopów tytanu, może być atrakcyjną alternatywą dla takich procesów, jak azotowanie w wyładowaniu o częstotliwości radiowej czy azotowanie za pomocą lasera diodowego, szczególnie przy obróbce detali o większych przekrojach.

EN

The research results of vacuum nitriding of gamma TiAl alloy in universal vacuum furnace VPT 4022/24 have been presented in this paper. Influence of nitriding parameters on structure, morphology and thickness of created layer was examined, additionally the analysis of phase composition and nanohardness has been obtained. On the basis of received results found, there is possibility to modify surface layer of gamma TiAl alloy in universal, one chamber vacuum installation by vacuum nitriding, where, during process, hard, abrasion resistant nitrogen compounds and nitrogen solid solutions in y-TiAl are created. Obtained results allow to state that vacuum nitriding process related to titanium alloys can be attractive alternative to radio frequency nitriding, diode laser nitriding, especially in treating details with larger transverse cross-sections.

Słowa kluczowe

PL

gamma TiAl; stopy tytanu; azotowanie; obróbka cieplno-chemiczna

EN

gamma TiAl; titanium alloys; nitriding; chemical heat treatment

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1002--1004
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek Ł.

autor

Sawicki J.

autor

Atraszkiewicz R.

autor

Kołodziejczyk Ł.

autor

Szymański W.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Tian W. H., Niemoto M.: Effect of carbon addition on the microstructures and mechanical properties of γ-TiAl alloys. Intermetallics 5 (1997) 237.
• [2] Wei Z. J., Wang H. W., Jin J.: Wear resistance of TiAl intermetallics by plasma alloying and plasma carburization. Surface & Coatings Technology 37 (2002) 1809.
• [3] Yoshihara M., Kim Y.-W., Oxidation behavior of gamma alloys designed for high temperature applications. Intermetallics 13 (2005) 952-958.
• [4] Yuan Y., Liu Z. G., Liu H. W., Zhao X. N., Meng X. U.: The precipitation reaction in a Ag-modified TiAl based intermetallic, as studied by TEM. Journal of Alloys and Compounds 399 (2005) 126-131.
• [5] Sun F. S., Froes F. H. S.: Effect of Mg on the microstructure and properties of TiAl alloys. Materials Science & Engineering A 345 (2003) 255-261.
• [6] Samir F. M., Jean E.: Investigation of the electronic structure of carboncontaining TiAl. Journal of Alloys Compounds 233 (1996) 112.
• [7] Xiaoping L., Wenhuai T., Wei X., Wenping L., Zong X.: Wear resistance of TiAl intermetallics by plasma alloying and plasma carburization. Surface & Coatings Technology 201 (2007) 5278-5281.
• [8] Abd El-Rahman A. M., Maisz M. F., Kassem M. A., El-hossart F. M., Prokert F., Reuther H., Pham M. T., Richter E.: Surface improvement and biocompatibility of TiAl24Nb10 intermetallic alloy using rf plasma nitriding. Applied Surface Science 253 (2007) 9067-9072.
• [9] Perez M. G., Harlan N. R., Zapirain F., Zubiri F.: Laser nitriding of an intermetallic TiAl alloy with a diode laser. Surface & Coatings Technology 200 (2006) 5152-5159.
• [10] Zhao B., Sun J., Sheng Wu J., Xin Yuan Z.: Gas nitriding behavior of TiAl based alloys in an ammonia atmosphere. Scripta Materialia (2002) 581-586.
• [11] Rastkar A. R., Bell T.: Tribological performance of plasma nitrided gamma based titanium aluminides. Wear 253 (2002) 1121-1131.
• [12] Kral J., Ferdinandy M., Kottfer D., Mankova I., Ceniga L.: Tribological and refractory properties of TiAl3 intermetallic alloy. Surface Review and Letters 16 (4) (2009) 623-629.
• [13] Liu, X. B., Wang H. M.: Microstructure and tribological properties of laser clad γ/Cr7C3/TiC composite coatings on γ-TiAl intermetallic alloy. Wear (2007) 514-512.
• [14] Liu X. B., Shi Sh. H., Guo J., Fu G. Y., Wang M. D.: Microstructure and wear behavior of γ/Al4C3/TiC/CaF2 composite coating on γ-TiAl intermetallic alloy prepared by Nd:YAG laser cladding. Applied Surface Science 255 (2009) 5662-5668.
• [15] Dobrzański L. A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. WNT, Warszawa (2002).
• [16] Dobrzański L. A.: Metalowe materiały inżynierskie. WNT, Warszawa (2002).
• [17] Haś Z., Kula P.: NITROVAC’79 – Nowa technologia obróbki cieplno chemicznej elementów maszyn i urządzeń. Inżynieria Materiałowa 5 (1983) 127-132.
• [18] Haś Z.: Patent Nr P-178378 (1995).
• [19] Jung M., Walter A., Hoffmann F. T., Mayr P., Minarski P.: High pressure nitriding of austenitic steinless steels. 11th Intern. Conf. on Heat Treatment and Surface Engineering. Florence. Proc. Vol. 1. (1998).
• [20] Budzynowski T., Ostrowski B., Wysoczański W.: Wpływ technologii azotowania na kształtowanie się wybranych parametrów mechanicznych warstw azotowanych. Inżynieria Materiałowa 5 (1999) 272-275.
• [21] Pharr G. M., Oliver W. C.: Measurement of thin film mechanical properties using nanoindentation. Reprinted from Materials Research Society MRS Bulletin, Vol. 17 (7) (1992).