Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Numerical modelling of physico-chemical effects related with changing oxygen concentration in surface layer of the solidifying titanium casting of hip-joint endoprothesis
Języki publikacji
Abstrakty
Tytan w wysokiej temperaturze wykazuje duże powinowactwo chemiczne do łączenia się z tlenem. Podczas zalewania formy oraz w czasie krzepnięcia tytanu następuje dyfuzja tlenu do metalu, głównie z materiału formy. Wynikiem zjawiska dyfuzji tlenu jest powstanie na powierzchni odlewu fazy alfa o strukturze różniącej się od wnętrza odlewu, która jest przyczyną znaczącego zwiększenia twardości warstwy powierzchniowej odlewu w granicach 350-480 HV. W przypadku elementów wykonanych z tytanu, od których wymagana jest duża wytrzymałość na obciążenia zmienne, utwardzona zewnętrzna warstwa ma niekorzystny wpływ na trwałość odlewu i może spowodować powstawanie pęknięć. Właściwości fazy alfa powodują, że z odlewu należy usunąć zewnętrzną warstwę przez obróbkę mechaniczną lub chemiczną, co znacznie zwiększa koszt produkcji. Można też dążyć do zmniejszenia grubości warstwy alfa przez zmianę technologii odlewania. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych przedstawiono wyniki analizy wpływu początkowej temperatury formy oraz grubości ścianki odlewu na głębokość warstwy, w której występuje faza alfa.
At high temperatures titanium is characterised by strong chemical affinity to oxygen. On pouring of mould and solidification of titanium oxygen is diffusing to metal mainly from the moulding material. The result of oxygen diffusion is the formation on casting surface of an alpha phase of a structure differing from the casting interior; which is the very cause of a considerable increase in hardness of the casting surface layer; amounting to about 350-480 HV. In the case of elements made of titanium, which should be characterised by high resistance to alternate loads, the external hardened layer exerts a highly unfavourable effect on the casting life and may cause the formation of cracks. The properties of a phase are such that the external layer should be removed from the surface of casting through machining or chemical treatment which considerably increases the cost of manufacturing. Attempts can also be made to reduce the thickness of alpha phase through modifications in casting technology. Basing on the numerical computations carried out by the method of finite elements, the results of an analysis of the effect of initial mould temperature and casting wall thickness on the depth of the layer in which the alpha phase is present have been described.
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
3--12
Opis fizyczny
Bibliogr. 5 poz.,Fot., rys., tab., wykr.,
Twórcy
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BAT2-0001-0953
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.