Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Naprężenia własne w stali AISI 316L po uformowaniu powłok Ti-b/Ti-Si-C metodami IbAD oraz PLD

Twardowska A., Rajchel B.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 2

78--81

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań składu fazowego oraz naprężeń własnych w stali AISI 316L po procesie formowania dwuwarstwowych powłok Ti-B/Ti-Si-C. Do formowania powłok zastosowano dwie metody: ablację laserową PLD oraz dwuwiązkową metodę IBAD, wykorzystując tarcze z węglika tytanowo-krzemowego Ti3SiC2 oraz diborku tytanu TiB2. Badania składu fazowego oraz jego zmian w funkcji odległości od powierzchni przeprowadzono metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) w geometrii Bragg- -Brentano oraz stałego kąta padania GIXRD dla kątów 0,5°; 1° i 3°. Wartości naprężeń własnych obliczano metodą g-sin2ψ [1], wyznaczając uprzednio precyzyjnie położenie pików dyfrakcyjnych dla kolejnych odbić fazy Fe- γ. Budowa powłok Ti-B/Ti-Si-C była wielofazowa. W zależności od zastosowanej metody formowania wystąpiły niewielkie różnice w składzie fazowym warstw w powłoce oraz rodzaju i wielkości naprężeń własnych. Badania mikrostrukturalne przeprowadzone za pomocą TEM (SAED) i HRTEM potwierdziły amorficzną lub częściowo amorficzną budowę powłok z nanokrystalicznymi wydzieleniami faz z układu Ti-Si-C w amorficznej osnowie.

EN

In this paper X-ray diffraction method was used to analyze phase composition and residual stresses in AISI 316L steel after Ti-B/Ti-Si-C coatings deposition. Bi-layered coatings were formed at room temperature by dual beam ion assisted deposition IBAD and pulsed laser deposition PLD techniques using compound targets of Ti 3SiC2 and TiB2. XRD analysis was conducted in Bragg-Brentano and grazing incident geometry GIXRD for 0,5°, 1° and 3°. Residual stresses were calculated by g-sin2ψ method [1], using precise location of X-ray diffraction peaks previously determined for successive reflections of Fe-γ phase. Ti-B/Ti-Si-C coatings were multiphase. There were differences in phase composition of coatings and type and size of macrostress determined in steel, depending on deposition methods. TEM (SAED) and HRTEM examinations of coated steel confirmed amorphous or partially amorphous composition of coatings with nanoparticles of Ti-Si-C system embedded in amorphous matrix.

2

Analiza stanu naprężeń w powłokach ceramicznych wielofazowych dwuwarstwowych otrzymywanych metodami PVD na podłożu metalicznym

Twardowska A., Kowalski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

588--591

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań naprężeń własnych w układzie stal AISI 316L-powłoka Ti-B/Ti-Si-C po procesie formowania z zastosowaniem dwóch metod: ablacji laserowej PLD oraz dwuwiązkowej metody IBAD, wykorzystując tarcze z węglika tytanowo-krzemowego Ti3SiC2 oraz dwuborku tytanu TiB2. Badania składu fazowego oraz jego zmian w funkcji odległości od powierzchni przeprowadzono metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) w geometrii Bragg-Brentano oraz stałego kąta padania dla kątów 0,5° i 1°. Wartości naprężeń własnych obliczano metodą g-sin2ψ, wyznaczając uprzednio precyzyjnie położenie pików dyfrakcyjnych dla kolejnych odbić fazy Fe-γ. Budowa powłok Ti-B/Ti-Si-C była wielofazowa. W zależności od zastosowanej metody formowania wystąpiły niewielkie różnice w składzie fazowym warstw w powłoce oraz rodzaju i wielkości makronaprężeń. Przeprowadzono obliczenia numeryczne rozkładu temperatury oraz naprężeń w układzie stal AISI 316L-powłoka Ti-B/Ti-Si-C, wykorzystując program Ansys. Wyniki przeprowadzonych obliczeń wskazały na większe wartości naprężeń w analizowanym układzie niż wyznaczone metodą g-sin2ψ.

EN

In this paper X-ray diffraction method was used to analyze residual stresses in AISI 316L steel after Ti-B/Ti-Si-C coatings deposition. Bi-layered coatings were formed at room temperature by dual beam ion assisted deposition IBAD and pulsed laser deposition PLD techniques using compound targets of Ti3SiC2 and TiB2. XRD analysis was conducted in Bragg-Brentano and grazing incident geometry for 0,5° and 1°. Residual stresses were calculated by g-sin2ψ method, using precise location of X-ray diffraction peaks previously determined for successive reflections of Fe-γ phase. Ti-B/Ti-Si-C coatings were multiphase. There were differences in phase composition of coatings and type and size of macrostress determined in steel, depending on deposition method. Additionally, the numerical calculations of temperature distribution and stress distribution after Ti-B/Ti-Si-C coatings deposition were carried out using Ansys finite element commercial software. The results obtained from numerical calculations show some discrepancy with results obtained by g-sin2ψ method.

3

Charakterystyka powłok Ti-Si-C formowanych metodą IBAD na stali 316L

Twardowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1270-1273

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok Ti-Si-C wytworzonych na podłożu stalowym (AISI 316L) metodą dwuwiązkową IBAD. Proces prowadzono w próżni, stosując węglik tytanowo-krzemowy Ti3SiC2 jako substancję rozpylaną (target), bombardowaną wiązką jonów Ar+ o energii 15 keV. Charakterystyki otrzymanych powłok dokonano za pomocą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej (XRD), konfokalnej dyspersyjnej mikrospektroskopii ramanowskiej, metod mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej (SEM, EDS, TEM). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowane parametry procesu IBAD pozwoliły uformować jednorodne, ciągłe powłoki o grubości poniżej 0,9 um. Stwierdzono wielofazową budowę powłok składających się z amorficznej osnowy (o stosunku zawartości 70% mas. Si/ 30% mas. Ti) oraz wydzieleń faz: Ti5Si3, Si2Ti oraz Ti6C3,75. Widma ramanowskie zarejestrowane dla uformowanych powłok w trybie wysokiej zdolności rozdzielczej (HR) wskazały na piki opisane funkcją typu Gauss-Lorentza, odpowiadające liczbom falowym 152 cm-1, (159 cm-1), 216 cm-1, (226 cm-1), 278 cm-1, (279 cm-1), 311 cm-1, (301 cm-1), 378 cm-1, (379 cm-1), 608 cm-1, 625 cm-1, 691 cm-1, (675 cm-1), odpowiadającym liczbom falowym rejestrowanym dla Ti3SiC2. Twardość HIT (od 2,7 GPa do 5,3 GPa) oraz zredukowany moduł Younga EIT (160 GPa), wyznaczone zostały metodą Oliver & Pharr'a na podstawie pomiaru nanotwardości pokrytych podłoży.

EN

Ti-Si-C coatings were formed at room temperature on AISI 316L steel substrates by dual beam ion assisted deposition technique from single compound Ti3SiC2 target. Scanning and transmission electron microcopy method were used to examine as-deposited coatings. Their morphology was smooth and dense and their thickness was in the range from 100 nm up to 1 ?m. Raman spectra of coated substrates were collected up with five peaks at 152 cm-1, (159 cm-1), 216 cm-1, (226 cm-1), 278 cm-1, (279 cm-1), 311 cm-1, (301 cm-1), 378 cm-1, (379 cm-1), 608 cm-1, 625 cm-1, 691 cm-1, (675 cm-1), the same positions as for Ti3SiC2 compound target. TEM and HRTEM examinations, accompanied by SAED analyses revealed that deposited films were amorphous. Nanoindentation tests were provided on coated and uncoated substrates and hardness HIT and reduced elastic modulus EIT were calculated using the Oliver & Pharr method.