Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Forging of PM Ti-6Al-4V alloy at the temperature above β-transus and high strain rate: modeling and trials in industrial conditions

Wojtaszek Marek, Zyguła Krystian, Łukaszek-Sołek Aneta, Jabłońska Magdalena, Stanik Rafał, Gude Maik

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e102, 2023

EN

The results of the forging process in open dies of the powder metallurgy (PM) Ti-6Al-4V alloy, carried out at the temperature above β-transus and at a high strain rate were presented. As an initial material for the research relatively cheap elemental powders were used. This approach gives a real chance for the implementation of the developed technologies. As the range of phase transition temperature in titanium alloys is influenced also by the technology of their production, the β-transus temperature was estimated for the PM Ti-6Al-4V alloy. Finite element method (FEM) numerical analysis of the forging process at the temperature of 1000 °C and high strain rate was performed. The results obtained by the FEM modeling were verified under industrial conditions. The forging trials were made at the temperature of 1000 °C on a screw press operating at a speed of 250 mm s-1. For comparison, the alloy was also studied in as-cast and hot-rolled conditions, which is widely used as a feedstock. The influence of the method of manufacturing feedstock on the microstructure and selected properties of the forgings was determined. This approach allowed for a qualitative assessment of the PM material. The forging process in open dies of two different feedstocks led to the production of forgings with a uniform and similar lamellar microstructure. Thus, it was shown that the heating conditions, the parameters of the forging process, and the method of cooling the product after forging have a decisive influence on the microstructure condition of the forgings shaped in the temperature range of the β phase.

2

Nanoindentation tests titanium alloy Ti-6Al-4V after interference laser treatment

Jażdżewska Magdalena, Trochonowska Dominika B., Bartmański Michał

Inżynieria Materiałowa

|

2020

|

Vol. 41, nr 4

9--12

EN

The study aimed was to assess selected mechanical properties of surface layers obtained after interference laser treatment – DLIL of titanium alloy Ti-6Al-4V used for implants. The samples were melted in still air at room temperature, for this purpose Nd:YAG laser was used, the number of laser shots was variable. Next, nanoindentation tests were performed, based on which Young’s modulus and nanohardness in the obtained surface layers were determined. An increase in nanohardness is observed in the surface layers after laser melting. An increase in the modulus of elasticity and higher hardness was observed for both the first and second areas on the sample surface. In the case of a sample for which three laser beam shots were used, hardness and Young’s modulus almost doubled. On the basis of the obtained results, it was found that the modified Ti-6Al-4V alloy can be used as an implant material, and the proposed method of modifying its surface may extend the life of such implants and improve their frictional properties.

PL

Celem pracy była ocena wybranych właściwości mechanicznych warstw powierzchniowych otrzymanych po laserowej obróbce interferencyjnej – DLIL stopu tytanu Ti-6Al-4V stosowanego na implanty. Próbki nadtopiono w spokojnym powietrzu w temperaturze pokojowej, w tym celu wykorzystano laser Nd:YAG, ilość strzałów lasera była zmienna. Następnie wykonano badania nanoindentacji, na podstawie których określono moduł Younga oraz nanotwardość w otrzymanych warstwach powierzchniowych. Obserwowano wzrost nanotwardości warstw powierzchniowych po obróbce laserowej. Zaobserwowano wzrost modułu sprężystości i większą twardość zarówno dla pierwszego, jak i drugiego obszaru na powierzchni próbki. W przypadku próbki, dla której zastosowano trzy strzały wiązki laserowej, twardość i moduł Younga wzrosły prawie dwukrotnie. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zmodyfikowany stop Ti-6Al-4V może być stosowany jako materiał implantologiczny, a proponowana metoda modyfikacji jego powierzchni może wpływać na wydłużenie żywotności takich implantów oraz poprawiać ich właściwości cierne.

3

Multi-scale numerical analysis of the effect of microstructural features on the mechanical behavior of polycrystalline Ti-6Al-4V alloy

Benmessaoud Fatna, Velay Vincent, Cheikh Mohammed, Vidal Vanessa, Boher Christine, Rézaï-Aria Farhad

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 2

227--242

EN

The present work aims to model the influence of microstructural features of Ti-6Al-4V titanium alloy on its mechanical behavior. A multi-scale approach based on crystal plasticity is considered. The elasto-viscoplastic constitutive equations of Meric-Cailletaud are modified to take into consideration the effect of the grain size by introducing the Hall-Petch relationship at the local scale. This modified model is coupled with finite element calculations under small strain assumption to simulate the monotonic mechanical behavior of Ti-6A-4V at local and global scales. It is shown that the mechanical behavior of Ti-6Al-4V is drastically dependent upon the material features. Strong crystallographic texture can result in the formation of hardened and less hardened areas. Moreover, by increasing the grain size scattering, the heterogeneously deformed areas are multiplied. By decreasing the average grain size, the yield strength increases. It is observed that the effects of grain size, grain size scattering and crystallographic texture are coupled.

4

Ocena odporności korozyjnej stopu TI-6AL-4V po obróbce strumieniowo-ściernej stosowanym w protetyce stomatologicznej

Zapart M., Krawczyk C., Radwin E., Czerwik M., Sarraj S.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2018

|

z. 16

41--46

PL

Niniejsza praca dotyczy badań odporności korozyjnej stopu Ti-6Al-4V o zmodyfikowanej powierzchni poprzez obróbkę mechaniczną (szlifowanie, polerowanie oraz obróbka strumieniowo-ścierna) do zastosowań w protetyce stomatologicznej. W ramach pracy przeprowadzono pomiar kąta zwilżania oraz badania odporności na korozje wżerową i szczelinową. Uzyskane wyniki jednoznacznie wykazały, że niezależnie od rodzaju modyfikacji powierzchni stop Ti-6Al-4V ma charakter hydrofilowy i jest odporny na korozję wżerową i szczelinową.

EN

This work concerns tests of corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy with modified surface by mechanical treatment (grinding, polishing and abrasive blasting treatment) for applications in dental prosthetics. As part of the work, was measured the contact angle as well as the pitting and crevice corrosion resistance tests. Obtained results clearly showed that regardless of the type of surface modification, the Ti-6Al-4V alloy is hydrophilic and resistant to pitting and crevice corrosion.

5

Corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy with oxidized nitride coatings in Ringer's solution

Pohrelyuk I., Fedirko V., Tkachuk O., Proskurnyak R.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 1

38--46

EN

The corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy with oxynitride coatings formed by both the low-temperature oxidation and the subsequent high-temperature oxidation of pre-formed nitride coatings were investigated in a simulated body fluid (Ringer's solution) at the temperatures of 36оС and 40оС. The modification by oxygen of the nitride coating formed at pN2 = 1 Pа improves the corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy in the solution at both temperatures. At the same time the modified by oxygen nitride coatings formed at pN2 = 105 Pа show worse corrosion protection than nitride coatings. At both temperatures of Ringer's solution the oxynitride coating provides Ti-6Al-4V alloy the better corrosion resistance at higher content of oxygen in a composition of titanium oxynitride. By increasing the temperature of the solution from 36оС to 40оС the corrosion protection of the alloy by oxynitride coatings is somewhat reduced.

PL

Zbadano w roztworze Ringera w temperaturze 36оС i 40оС właściwości korozyjne stopu Ti-6Al-4V z powłokami tlenoazotkowymi utworzonymi przez utlenianie w niskiej temperaturze i następne utlenianie w wysokiej temperaturze wstępnie uformowanych powłok azotku. Modyfikacja tlenem powłoki utworzonej z azotku przy pN2 =1 Pа polepsza odporność na korozję stopu Ti-6Al-4V w roztworze Ringera w obu temperaturach. W tym samym czasie modyfikacji tlenem powłoka azotku utworzona przy pN2 = 105 Pа wykazuje gorszą ochronę przed korozją niż powłoki azotkowe. W obu temperaturach roztworu Ringera powłoka tlenoazotkowa zapewnia stopowi Ti-6Al-4V lepszą odporność na korozję przy wyższej zawartości tlenu w tlenoazotku tytanu. Poprzez podwyższenie temperatury roztworu z 36оС do 40оС zabezpieczenie antykorozyjne stopu powłokami tlenoazotkowymi jest nieznacznie zmniejszone.

6

Stan technologicznej warstwy wierzchniej (TWW) po procesie toczenia wykończeniowego stopu Ti-6Al-4v z zastosowaniem wysokiego ciśnienia cieczy chłodząco-smarującej

Laskowski P., Habrat W., Krupa K., Sieniawski J., Niesłony P., Grzesik W.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2014

|

z. 103

123--124

EN

The article presents the results of experimental studies of the turning process of the alloy Ti-6Al-4V with high pressure coolant. Microstructures of cutting material for various of tool wear were evaluated. Also used the FEM numerical methods to simulate the process.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu toczenia stopu Ti-6Al-4V z chłodziwa pod wysokim ciśnieniem. Oceniano mikrostruktury materiału tnącego dla różnych użytych narzędzi. Do symulacji procesu stosowano metody numeryczne MES.

7

Modification of Ti-6Al-4V Alloy Surface by EPD-PEO Process in ZrSiO4 Suspension

Krząkała A., Młyński J., Dercz G., Michalska J., Maciej A., Niużyła Ł., Simka W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

199--204

EN

Investigations on the surface modification of the Ti-6Al-4V alloy by plasma electrolytic oxidation are reported here. The oxidation process was carried out in a solution containing a zirconium silicate (ZrSiO4) suspension and sodium hydroxide (NaOH). Anodising was realised at voltages in a range from 100 V to 250 V. It was found that the morphology of the sample surface did not change during the oxidation of the alloy at 100 V. Application of voltages higher than 100 V led to the incorporation of zirconium silicate into the formed oxide layer and to significant changes of the surface morphology.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją powierzchni stopu Ti-6A1-4V metodą plazmowego utleniania elek- trochemicznego. Proces ten prowadzono w roztworze zawierającym zawiesinę krzemianu cyrkonu (ZrSiO4 oraz wodorotlenek sodu (NaOH). Anodowanie prowadzono w zakresie napięcia od 100 do 250 V. Stwierdzono, że zastosowanie napięcia 100 V nie powoduje zmian w morfologii powierzchni stopu. Natomiast zastosowanie napięcia wyższego od 100 V powoduje wbudowanie krzemianu cyrkonu w tworzącą się warstewką tlenową oraz znaczne zmiany w morfologii powierzchni stopu Ti-6A1-4V.

8

The kinetics of aluminium evaporation from the Ti-6Al-4V alloy

Siwiec G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1155--1160

EN

In the paper, results of a kinetic analysis of aluminium evaporation from the Ti-6Al-4V alloy are presented. The analysis was performed based on the findings obtained during the alloy smelting in the vacuum induction furnace at 5 Pa to 1000 Pa and at 1973 K, 1998 K and 2023 K.

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki analizy kinetycznej procesu parowania aluminium ze stopu Ti-6A1-4V. Przeprowadzono ją w oparciu o wyniki badań uzyskane w trakcie topienia stopu w indukcyjnym piecu próżniowym w zakresie ciśnień 5-1000 Pa w temperaturach 1973 K, 1998 K i 2023 K.

9

Numerical analysis of the influence of lubrication conditions on the filling pattern in a complex process of extruding particular high-melting materials

Krawiec A., Chyła P., Chyła P., Bednarek S., Łukaszek-Sołek A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

13-24

EN

In this paper, the process of extrusion was analyzed numerically for a axisymmetric forging model where there is a complex material flow diagram (Fig. 1a). The analysis was performed assuming a different stoke slenderness ratio so you can control how to fill the die impression (direct extrusion, in direct and side - Fig. 1b)-d), using lubricants with different values of friction factor.

PL

W niniejszej pracy proces wyciskania analizowano numerycznie na modelowej odkuwce osiowosymetrycznej, w której występuje złożony schemat płynięcia materiału. Analizę przeprowadzono, zakładając różną smukłość wsadu, dzięki czemu można było sterować sposobem wypełniania wykroju (wyciskanie współbieżne, przeciwbieżne i boczne), przy zastosowaniu smarów o różnych wartościach czynnika tarcia. Przy precyzyjnym dawkowaniu środka smarującego (sterowane smarowanie) możemy obniżać wartość końcową siły kształtowania. Ten problem był analizowany w niniejszym artykule.

10

Wpływ wodoru na mikrostrukturę i właściwości stopu tytanu Ti-6Al-4V

Sozańska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 2

67--70

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania wodoru jako tymczasowego pierwiastka stopowego w stopie Ti-6Al-4V. Wysokotemperaturowa obróbka wodorowa materiałów (HTM – Hydrogen Treatment of Materials) może być atrakcyjną metodą kontroli rozmiaru ziaren w dwufazowych stopach tytanu. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania wysokotemperaturowej obróbki wodorowej w połączeniu z cykliczną obróbką cieplną. Idea tej obróbki opiera się na akumulacji defektów w mikrostrukturze stopu po kolejnych pojedynczych cyklach nagrzewania i chłodzenia w obecności wodoru. W stopach tytanu wodór wykazuje skłonność do tworzenia wodorków. Objętość właściwa wodorków tytanu jest o 13÷17% większa niż objętość właściwa fazy α, co jest przyczyną dużych naprężeń w sieci krystalicznej tej fazy i powoduje lokalne odkształcenie plastyczne. Przedstawiono analizę mikrostruktury dwufazowego stopu tytanu Ti-6Al-4V po obróbce wodorowej. Obróbka wodorowa składała się z trzech etapów: nawodorowania w atmosferze wodoru w temperaturze 650°C, cyklicznej obróbki wodorowej (3 cykle nagrzewania do 950°C i chłodzenia w wodzie) i odwodorowania w próżni w temperaturze 550°C. Wykazano, że zastosowana obróbka zmienia morfologię składników mikrostruktury warstwy wierzchniej badanego stopu – wewnątrz nie stwierdzono znaczących zmian mikrostruktury. Obserwowano globularyzację płytek fazy α oraz zmniejszenie jej objętości względnej na głębokości od 50 do 100 μm od powierzchni. Zmiana morfologii składników mikrostruktury stopu Ti-6Al-4V prowadziła do zmiana twardości.

EN

The paper presents the possibilities of hydrogen usage as a temporary alloying element in Ti-6Al-4V alloy. The HTM – Hydrogen Treatment of Materials can be as an attractive method for controlling a grain size in two-phases titanium alloy. This paper presents the possibilities of combining high-temperature hydrogen treatment with a cyclic heat treatment operation. The idea of this treatment is based on accumulation of defects in microstructure after execution of consecutive heating↔cooling cycles in hydrogen presence. In titanium alloys hydrogen most often appears in form of hydrides. Specific volume of titanium hydrides is 13÷17% higher in relation to specific volume of the α phase, which causes large stress in crystal lattice of this phase and may result in its local plastic deformation. This paper presents characterization studies of microstructure of twophase titanium alloy Ti-6Al-4V after hydrogen treatment. Hydrogen treatment of the alloy consisted of three stages: hydrogenation in hydrogen gas atmosphere at 650°C, a cyclic hydrogen-treatment (3 cycles of heating to 950°C and water quenching) and a dehydrogenation in vacuum (at 550°C). It was shown that hydrogen affects appreciably changes the microstructure of surface layer of the tested titanium alloy. In the core of the samples, no significant changes in microstructure were observed. Moreover, in the edge part of the specimen, lamellar precipitates of a phases were divided and the a phase volume fraction was reduced. The a phase dissolution process was limited to 50-100 μm distance from the edge of specimen. Changes in microstructure of titanium Ti-6Al-4V alloy after HTM in the surface layer of the specimen resulted also in hardness change.

11

Wpływ procesu kucia matrycowego na mikrostrukturę stopu Ti-6Al-4V

Śleboda T., Krawczyk J., Bała P., Łukaszek-Sołek A., Paćko M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

275--279

PL

W ramach przedstawionych badań analizie poddano zmiany w mikrostrukturze odkształcanego w procesie kucia na gorąco stopu Ti-6Al-4V. Po wygrzaniu w piecu elektrycznym komorowym, wsad w formie walca był odkształcany w temperaturze 950°C. Temperatura wygrzewania, odkształcania oraz chłodzenia była w sposób ciągły monitorowana. Kształtowanie badanego stopu było poprzedzone badaniami dylatometrycznymi stopu oraz analizą numeryczną wariantów kucia, co pozwoliło na precyzyjne określenie parametrów odkształcania w warunkach rzeczywistych.

EN

This research focuses on the development of the microstructure in the hot forged Ti-6Al-4V alloy. After heating in an electric chamber furnace, a billet was forged at 950°C. The temperature of heating, forging and cooling of the billet was constantly monitored. Processing of the investigated alloy in industrial conditions was preceded by dilatometric analysis of the investigated alloy as well as by numerical modelling of the forging modes, which enabled precise determination of the forging parameters.

12

Mikrostruktura odkuwek narzędzi chirurgicznych ze stopu tytanu

Krawczyk J., Karaś M., Łukaszek-Sołek A., Bała P., Śleboda T., Bednarek S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

288--291

PL

W pracy przedstawiono analizę zmian mikrostruktury odkuwek narzędzi chirurgicznych ze stopu tytanu Ti6Al4V w procesie kucia matrycowego. Scharakteryzowano mikrostrukturę stopu w stanie wyjściowym oraz wpływ kolejnych etapów kucia na zmiany morfologii jej składników fazowych. Rozwój mikrostruktury analizowano w określonym miejscu na przekroju: odkuwki wstępnej oraz odkuwki finalnej bez i ze smarowaniem. Badania wykonano w celu pełnego opisu procesu kucia matrycowego narzędzi chirurgicznych ze stopu Ti6Al4V, który w przyszłości powinien zostać zoptymalizowany.

EN

This work presents the analysis of changes in the microstructure of surgical instruments forged from titanium alloy Ti6Al4V. The microstructure of the investigated alloy was analyzed after each stage of forging. The research started from the analysis of the microstructure of an as-received billet. The influence of the forging stages on the microstructure of the forged material was investigated. The development of the microstructure was analyzed on a chosen area of the cross-section of a forged blank, final forging processed without lubrication and final forging processed with lubrication. The research was aimed at complete analysis of the forging of surgical instruments of the Ti6Al4V alloy. Such analysis will be used to optimize this process.

13

Mikrostruktura i właściwości tribologiczne niskotarciowej powłoki MoS2(Ti, W) na utwardzonym tlenem podłożu stopu Ti-6Al-4V

Moskalewicz T., Wendler B., Nolbrzak P., Zimowski A., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

181--184

PL

Na podłożu utwardzonego tlenem stopu Ti-6Al-4V wytworzono niskotarciową powłokę MoS2(Ti, W) metodą rozpylania magnetronowego. Grubość powłoki wynosiła ok. 3,1 μm. Pomiędzy powłoką MoS 2(Ti, W) a podłożem występuje warstwa przejściowa z tytanu technicznego o grubości ok. 20 nm. Metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej opisano mikrostrukturę warstwy wierzchniej po obróbce powierzchniowej. Badania mikrostruktury powłoki za pomocą wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły na stwierdzenie obecności cząstek MoS 2 o rozmiarach 3÷8 nm w amorficznej osnowie. Obserwowano również występowanie nanokrystalitów faz α i W. Stwierdzono znaczne obniżenie współczynnika tarcia w styku niesmarowanym od 0,85 dla stopu bez powłoki do 0,15 dla stopu z powłoką MoS 2(Ti, W). Wykazano, że zastosowana obróbka powierzchniowa istotnie wpływa również na poprawę odporności stopu Ti-6Al-4V na zużycie przez tarcie.

EN

A low friction MoS2(Ti, W) coating was deposited on the oxygen hardened Ti-6Al-4V alloy by magnetron sputtering. Microstructure characterization was performed by scanning and transmission electron microscopy methods as well as X-ray diffraction analyses. The coating thickness was about 3.1 μm. An intermediate layer composed of 20 nm thick Ti α was present between the coating and the substrate. The results of micro/nanostructural analyses performed by HRTEM showed that the coatings were composed of MoS2 nanocrystals (size in the range of 3÷8 nm) embedded in an amorphous matrix. Some Ti α and W nanocrystals were also found in the coating as well. The presence of the MoS2(Ti, W) coating decreases the friction coefficient from a value of 0.85 for the uncoated alloy to 0.15 for the coated one and essentially increases the wear resistance of the alloy.

14

Mikrostruktura i właściwości tribologiczne nanokrystaliczno-amorficznej powłoki nc-WC/a-C na podłożu stopu Ti-6Al-4V

Moskalewicz T., Wendler B., Kot M., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

232--235

PL

W celu poprawy właściwości tribologicznych stopu Ti-6Al-4V wytworzono nanokrystaliczno-amorficzną powłokę nc-WC/a-C metodą rozpylania magnetronowego. Warstwę wierzchnią podłoża przed osadzeniem powłoki dodatkowo utwardzono atomami tlenu w plazmie wyładowania jarzeniowego. Twardość tej warstwy wzrosła od 3,4 do 10,6 GPa. Prowadzono charakterystykę mikrostruktury wytworzonej powłoki i podłoża po obróbce powierzchniowej metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej. Grubość powłoki nc-WC/a-C wynosi 1,8 μm, natomiast twardość ok. 14 GPa. Zbudowana jest z nanokrystalicznych węglików W2C, W3C i β-WC1 - x o średnicy 2÷5 nm osadzonych w amorficznej osnowie węgla. Pomiędzy powłoką i podłożem stwierdzono obecność warstwy przejściowej o grubości 160 nm. Wykazano, że zastosowana obróbka powierzchniowa wpływa na zmniejszenie współczynnika tarcia w styku suchym od 0,4÷0,5 (stop Ti-6Al-4V) do ok. 0,1 (po obróbce powierzchniowej) oraz na poprawę odporności na zużycie w warunkach tarcia.

EN

A nanocrystalline-amorphous nc-WC/a-C coating was deposited on the Ti-6Al-4V alloy by magnetron sputtering in order to increase its tribological properties. Before coating deposition, the alloy was additionally oxygen hardened in the presence of plasma glow discharge. This treatment essentially increases the microhardness of the alloy just below the surface (from 3.4 GPa to 10.6 GPa). A nano/microstructure of the substrate material and coating was examined by scanning and transmission electron microscopy complemented by X-ray diffractometry. The coating thickness was 1.8 μm. The results of nano/ microstructural analyses showed that the coating is composed of different nanocrystals of tungsten carbides W2C, W3C and β-WC1 - x (size in the range of 2÷5 nm) embedded in an amorphous matrix. The coating hardness was measured to be about 14 GPa. The nc-WC/a-C coating decreases the friction coefficient from 0.4÷0.5 for the uncoated alloy to about 0.1 for the coated one as well as essentially improves the alloy wear resistance.

15

Kucie endoprotezy stawu biodrowego

Sińczak J., Bednarek S., Łukaszek-Sołek A., Chyła P., Wojtaszek M., Augustyn-Pieniążek J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

138--141

PL

Przedmiotem pracy jest analiza kucia matrycowego wydłużonej odkuwki o złożonym kształcie, jaką jest endoproteza stawu biodrowego. Złożoność odkuwki objawia się dużą różnicą pól przekrojów między trzonem a podstawą oraz między trzonem i główką. W pracy przedstawiono analizę procesu kucia endoprotezy wykonanej ze stopu Ti-6Al-4V z wykorzystaniem programu stosującego metodę elementów skończonych – QForm 3D. W celu doboru warunków procesu przeprowadzono symulacje kucia w warunkach izotermicznych i konwencjonalnych. Zastosowano urządzenia o różniących się charakterystykach prędkości odkształcania. Celem było uzyskanie informacji dotyczących m.in. rozkładów intensywności odkształcenia i naprężeń średnich dla materiału oraz rozkładów naprężeń na powierzchni styku dla narzędzi i czynnika zużycia matryc, których znajomość pozwoliła na wybór właściwych parametrów dla analizowanych procesów.

EN

The subject of the work is the analysis of closed-die forging of elongated forgings of a complex shape which is the hip joint endoprosthesis. The complexity of forging revealed a large difference of the cross sectional areas between the shank and the base and between the shank and head. The paper presents the forging process of a prosthesis made of the Ti-6Al-4V alloy using a program based on the finite element method – QForm 3D. In order to select the process conditions isothermal as well as conventional conditions of forging were simulated. Devices with different characteristics of strain rate were used. The aim was to obtain information concerning characteristics such as the distributions of effective strain and mean stresses for the material and distributions of contact stresses at the surface for tools and the die wear coefficient, knowledge of which allows one to choose the appropriate parameters for the analyzed processes.

16

Analiza przyczyn występowania wad kuźniczych w wyrobach ze stopu tytanu

Łukaszek-Sołek A., Krawczyk J., Bała P., Sińczak J., Bednarek S., Lipski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

142--145

PL

W pracy przeprowadzono analizę procesu kucia matrycowego złożonej odkuwki z grupy narzędzi chirurgicznych wytwarzanej ze stopu tytanu Ti-6Al-4V. Oceniono kinetykę płynięcia metalu oraz przyczyny powstawania wad typu podłamów i zakuć. Na podstawie wyników prób kucia scharakteryzowano morfologię wad oraz wskazano możliwe przyczyny ich występowania. Uzyskane wyniki umożliwiły wykonanie odkuwek bez wad kuźniczych i jednocześnie z maksymalnym uzyskiem materiału.

EN

In the work a full analysis of the multi-impression forging process of very complex forging from a group of surgical instruments manufactured from the Ti-6Al-4V titanium alloy was carried out. The kinetics of the metal flow and causes of defects occurrence such as overlaps and laps was estimated. Based on forging tests the defects morphology was characterized and possible causes of their occurrence were indicated. The obtained results allowed one to make forgings without forging defects and at the same time with a maximum charge yield.

17

Elimination of Aluminum During the Process of Ti-6Al-4V Alloy, Smelting in a Vacuum Induction Furnace

Siwiec G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

951-956

EN

In the paper, results of the study on kinetics of aluminum evaporation from a liquid Ti-6Al-4V alloy during its smelting in a vacuum induction furnace are presented. The experiments were performed with the use of a VIM 20-50 furnace (manufactured by SECO-WARWICK) at 1973 K and 5-1000 Pa. Based on the values of changes in aluminum concentration in a liquid alloy, overall mass transfer coefficients were estimated. Within the analysed pressure range, the coefficient values changed from 0.97·10⊃ -5 ms⊃ -1 to 1.93·10⊃ -5 ms⊃ -1 for 1000 Pa and 5 Pa, respectively.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan kinetyki procesu odparowania aluminium z ciekłego stopu Ti-6Al-4V w trakcie jego wytopu w próżniowy piecu indukcyjnym. Badania realizowano w piecu VIM 20-50 produkcji firmy SECO-WARWICK w temperaturze 1973 K i zakresie ciśnień 5-1000 Pa. Na podstawie uzyskanych wyników zmian stężenia aluminium w ciekłym stopie oszacowano wartości ogólnego współczynnika transportu masy. W analizowanym zakresie ciśnień wartość tego współczynnika zmieniała się odpowiednio od 0,97·10⊃ -5 ms⊃ -1 dla ciśnienia 1000 Pa do 1.93·10⊃ -5 ms⊃ -1 dla ciśnienia 5 Pa.

18

Influence of artificial saliva compositions on tribological characteristics of Ti-6Al-4V implant alloy

Andrysewicz E., Mystkowska J., Kolmas J., Jałbrzykowski M., Olchowik R., Dąbrowski J. R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 4

71-79

EN

The present paper describes the results of tests on the influence of human saliva and its substitutes on tribological characteristics of implant materials on the example of the Ti-6Al-4V (a-Ti) titanium alloy. The saliva substitutes were prepared on the basis of pyrophosphates and mucins dissolved in saline buffer. The results of the presented tribological tests show that the values of the parameters under research varied from each other, while much similarity was observed between the evaluated level of wear characteristics after the friction process in the human saliva environment and that in the environment of one of the mucins tested. The microscopic observations of surfaces of the a-Ti samples after friction revealed varied forms of tribological wear. Infrared microspectroscopy studies of surfaces of the a-Ti samples after friction revealed the presence of secondary lubricating films based on mucin found in the artificial saliva solutions.

19

Zastosowanie elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej do oceny stopu Ti-6Al-4V ELI stosowanego w ortopedii

Pochrząst M., Marciniak J., Walke W., Kaczmarek M., Szewczenko J., Loska S.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 106-108

149--153

20

Wpływ modyfikacji powierzchni na odporność korozyjną stopu Ti-6Al-7Nb

Basiaga M., Szewczenko J., Paszenda Z., Marciniak J.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 106-108

140--144