Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena struktury i wybranych właściwości złączy stopu aluminium i tytanu lutospawanych metodą CMT

Wojdat T., Lange A., Kustroń P., Lądyszkowska D., Margielewska A., Łamasz S., Jakubczyk A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 8

29--34

PL

W artykule przedstawiono problematykę związaną z lutospawaniem łukowym elektrodą topliwą w osłonie gazów blach ze stopu aluminium 5754 z tytanem Grade 2. Omówiono możliwości wytwarzania tego rodzaju połączeń przy użyciu innowacyjnych niskoenergetycznych metod spawalniczych. Przedstawiono wyniki badań metalograficznych oraz mechanicznych (statycznej próby ścinania, pomiarów mikrotwardości) złączy lutospawanych wykonanych półautomatyczną metodą CMT (ang. Cold Metal Transfer).

EN

The article presents the problems related to arc welding-brazing hot-melt electrode in the gas shield of 5754 aluminum alloy sheets with titanium Grade 2. The possibilities of making such joints using innovative low-energy welding methods have been indicated. The results of metallographic and mechanical tests (static shear test, microhardness measurements) of weld brazed joints made by the semi-automatic CMT (Cold Metal Transfer) method have been presented.

2

Wpływ napięcia utleniającego w procesie PEO na budowę i właściwości warstwy tlenkowej uzyskanej na azotowanym tytanie Grade 2

Brojanowska A., Kowalczyk K., Gąglewska N., Sobiecki J. R.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

42--47

PL

Dyfuzyjne warstwy azotowane typu TiN + Ti2N + αTi(N) wytworzone na tytanie w procesie azotowania jarzeniowego zwiększają jego odporność na korozję. Utlenianie elektrochemiczne azotku tytanu w elektrolitach zawierających wapń i fosfor pozwala na otrzymanie powierzchniowej warstwy TiO2 wzbogaconej w wapń i fosfor. Warstwa ta jest materiałem biozgodnym i bioaktywnym, pozwalającym na dobre połączenie implantu z kością. W artykule opisano nową technologię hybrydową. Jest to połączenie azotowania jarzeniowego i utleniania elektrochemicznego w kwasie fosforowym (V) z dodatkiem diwodorofosforanu wapnia. Warstwy azotku tytanu typu TiN + Ti2N + αTi(N) wytworzono na powierzchni stopu tytanu Grade 2 w warunkach wyładowania jarzeniowego. Procesy utleniania elektrochemicznego przeprowadzono przy użyciu dwóch wartości napięcia utleniającego: 40 i 100 V w 1% kwasie fosforowym (V) zawierającym jony wapnia Ca2+. Zbadano wpływ napięcia zastosowanego w czasie obróbki na morfologię powierzchni, właściwości korozyjne oraz grubość wytworzonych warstw.

EN

The diffusion nitrided layers of the TiN + Ti2N + αTi(N) type formed on titanium during the glow discharge nitriding process increase its resistance to corrosion. Electrochemical oxidation of titanium nitride in electrolytes containing calcium and phosphorus allows obtaining a TiO2 surface layer enriched in calcium and phosphorus. This layer is a biocompatible and bioactive material which enables a good connection of an implant with a bone. In this paper a new hybrid technology is described. It is a combination of glow discharge nitriding and electrochemical oxidation in phosphoric acid (V) with the addition of calcium dihydrogen-phosphate. The titanium nitride layers of the TiN + Ti2N + αTi(N) type were formed on the surface of titanium alloy Grade 2 under glow discharge conditions. The processes of electrochemical oxidation were carried out with the use of two values of the oxidizing voltage: 40 V and 100 V in 1% phosphoric acid (V) containing calcium ions Ca2+. The influence of the voltage applied during the processing on the surface morphology, corrosion properties and the thickness of the formed layers were examined.

3

Characteristics of titanium Grade 2 and evaluation of corrosion resistance

Klimas J., Łukaszewicz A., Szota M., Szota K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 77, nr 2

65--71

EN

Purpose: The paper attempts to improve the properties of titanium Grade 2 by the use of the injection casting method with rapid cooling. Design/methodology/approach: Microstructural observations by using an optical microscope, microhardness studies, X-ray qualitative analysis as well as corrosion resistance tests were carried out. Corrosion resistance tests were conducted by measuring the open circuit potential and measuring the resistance to corrosion by the method of anodic polarization curves in a potential range close to the corrosion potential. Findings: Studies have shown that the application of the abovementioned preparation method affect the microstructure of the finished item. There has been a fragmentation of the structure and the formation of dendrites. Those changes have improved corrosion resistance and increase microhardness. There were no changes in the phase composition. Research limitations/implications: Studies were performed only in the Ringer's solution indicating a potential use of this material as a biomaterial. Further research should be conducted in more aggressive environments especially for the energy industry and chemical industry. Practical implications: The application of injection casting carries some complications, which mainly relate to quartz capillary where ingot is melted. Titanium as a reactive element strongly absorbs silicon out of the capillary causing changes in the chemical composition in the surface layer of the final element. The addition of silicon in the surface layer may affect on obtained results. Originality/value: Using the production method indicates its use in future in many industries.

4

Wpływ sposobu wytwarzania warstw azotowanych na tytanie Grade 2 na ich odporność korozyjną

Kamiński J., Borowski T., Tarnowski M., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

374--377

PL

Tytan i jego stopy znajdują coraz szersze zastosowanie w różnych obszarach medycyny m.in. w kardiochirurgii, stomatologii oraz jako implanty kostne m.in. stawu biodrowego czy kolanowego. Stosowanie tytanu jest związane z jego szczególnymi właściwościami m.in. z małą gęstością, dużą wytrzymałością właściwą oraz biokompatybilnością. Jednak ze względu na możliwość zachodzenia zjawiska metalozy, tj. przechodzenia składników metalu do otaczających tkanek, co inicjuje procesy alergiczne i zapalne, czy też obserwowaną jego dużą trombogennością, tytan jest poddawany różnym obróbkom powierzchniowym ograniczającym te zjawiska, m.in. azotowaniu jarzeniowemu. W artykule analizowano wpływ sposobu wytwarzania warstw azotowanych (tzn. na potencjale plazmy i potencjale katody) na zmiany odporności korozyjnej tytanu Grade 2 eksponowanego w roztworach Ringera i Hanka, przy różnych chropowatościach wyjściowych podłoża. Wykazano, że warstwy azotowane wytworzone na potencjale plazmy charakteryzują się zwiększoną odpornością korozyjną w porównaniu z warstwami wytworzonymi w klasycznym azotowaniu jarzeniowym (na potencjale katody).

EN

Titanium and its alloys are widely used in various industries, including medical applications, e.g. cardiac surgery, dental and bone implants. The increasing use of titanium is due to the material low density, good mechanical properties and its high biocompatibility. However, due to possible metalosis effect, i.e. release of the alloy elements to the surrounding tissues, titanium is submitted to various surface treatment processes (e.g. glow discharge nitriding) in order to limit such phenomenon. The paper presents treatment methods to produce glow-discharge nitrided layers (i.e. the plasma potential and the potential of the cathode) impact on the corrosion resistance of titanium Grade 2 exposed in Ringer's and Hank’s solution, with different initial roughness of the substrate. It has been shown that the nitrided layer formed on the plasma potential increased corrosion resistance in comparison to layers produced in the conventional glow-discharge nitriding process (at cathode potential).

5

Odporność korozyjna warstw azotowanych i tlenoazotowanych wytworzonych na tytanie Grade 2 w procesach obróbek jarzeniowych

Kamiński J., Brojanowska A., Tarnowski M., Borowski T., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

468--473

PL

Szczególne właściwości tytanu i jego stopów, takie jak: niska gęstość, wysoka wytrzymałość właściwa oraz odporność korozyjna, a także stosunkowo niski moduł sprężystości, stanowią podstawy coraz szerszego stosowania tych materiałów w medycynie. Obok stopu Ti6Al4V, także tytan Grade 2 stosowany jest na implanty kostne i kardiologiczne. W celu kształtowania ich właściwości biologicznych wprowadza się różne obróbki powierzchniowe, m.in. procesy azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego, które – oprócz zwiększania odporności na zużycie przez tarcie – mają ograniczać przechodzenie składników stopu do otaczających tkanek, tj. zjawisko metalozy, a więc zwiększyć odporność korozyjną. W artykule przedstawiono badania odporności korozyjnej tytanu Grade 2 w roztworze Ringera w porównaniu do warstw wytwarzanych w procesach azotowania i metodą hybrydową – proces tlenoazotowania łączący azotowanie z utlenianiem w warunkach wyładowania jarzeniowego.

EN

Specific properties of titanium and its alloys, such as: low density, high specific strength and corrosion resistance and also low Young Modulus are the reasons for the increas use of these materials in medicine. Together with Ti6Al4V alloy, Grade 2 titanium is also used for bone and cardiac implants. In order to improve their biological properties numerous surface treatments are used, such as nitriding and oxynitriding in glow discharge conditions, which – apart from enhancing the wear resistance – are supposed to limit the diffusion of alloying elements into the surrounding tissue (so called methalosis effect), therefore increase the corrosion resistance. This paper presents the study of corrosion resistance in Ringer solution of titanium Grade 2 in comparison to the layers produced in nitriding process and with the hybrid method – oxynitriding process which combines nitriding with oxidizing under glow discharge conditions.

6

Odporność korozyjna tytanu po procesach niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego w obszarze plazmy

Brojanowska A., Tarnowski M., Rutkowski P., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 5

217--226

PL

W artykule analizowano wpływ niskotemperaturowego azotowania jarzeniowego w obszarze plazmy (active screen plasma nitriding) na odporność korozyjną tytanu Grade 2. Do badań wybrano warstwy azotowane wytworzone w dwóch procesach różniących się temperaturą obróbki – 620°C i 680°C. Badania potwierdziły wzrost odporności korozyjnej warstw azotowanych w porównaniu do materiału podłoża oraz wykazały, że wraz ze wzrostem temperatury procesu azotowania odporność korozyjna warstw azotowanych rośnie.

EN

The paper presents an analysis of the influence of low temperature active screen plasma nitriding on the corrosion resistance of titanium Grade 2. Two types of nitriding layers, one produced at 620°C and the other at 680°C, were examined. The results obtained confirm an improvement of Grade 2 titanium corrosion resistance after glow-discharge nitriding and demonstrate that the corrosion resistance of a nitrided layer increases along with a rise in process temperature.

7

Wear resistance improvement of pure titanium by laser boriding

Dziarski P., Makuch N., Kulka M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

678--681

EN

Titanium and its alloys are known for their exceptional properties: very good strength-to-weight ratio (even at high temperature), high stiffness, low elastic modulus, excellent biocompatibility and corrosion resistance. The poor wear resistance, as an important disadvantage, causes the limited using of these alloys. The diffusion boronizing could be the thermochemical treatment, which improves tribological properties of titanium but the use of these methods is limited owing to relatively long processing times, and only a thin layer is produced. In this study, instead of diffusion-boriding, laser-boriding was proposed to formation of boride layers on commercially pure titanium. Two-step treatment was applied. At first, the surface of substrate material (titanium Grade 2) was coated by paste including amorphous boron. Then the surface was remelted by laser beam. Laser tracks were arranged on the cylindrical surface by CO2 laser as multiple tracks formed in the shape of helical line. The obtained microstructure consisted of the following zones: remelted zone, heat affected zone and the substrate. The remelted zone was characterized by uniform thickness and high hardness (1300÷2100 HV). The abrasive wear resistance of this layer was also investigated and was compared to that obtained in case of pure titanium without treatment. The significant improvement of wear behaviour was observed as a consequence of laser boriding. The laser-borided specimens caused the catastrophic wear of the counterspecimens. Probably, the separated particles of counter-specimen, especially WC and TiC, caused the accelerated wear of the laser-borided layer. In case of pure titanium, the considerable higher relative mass loss of the specimen was observed, and the wear of the counter-specimen was small.

PL

Tytan i jego stopy są znane z ich wyjątkowych właściwości: bardzo dobrej wytrzymałości względnej (nawet w wysokiej temperaturze), dużej sztywności, małego modułu sprężystości wzdłużnej, doskonałej biokompatybilności i odporności na korozję. Dość mała odporność na zużycie, jako istotna wada, powoduje ograniczone stosowanie tych stopów. Borowanie dyfuzyjne mogłoby być obróbką cieplno-chemiczną, która poprawia właściwości tribologiczne tytanu, ale jego stosowanie ogranicza długi czas procesów, w następstwie których otrzymuje się jedynie cienką warstwę borowaną. W prezentowanej pracy zamiast borowania dyfuzyjnego do wytwarzania warstw borkowych na technicznie czystym tytanie zaproponowano borowanie laserowe. Zastosowano obróbkę dwustopniową. Najpierw powierzchnia materiału podłoża (tytan Grade 2) została pokryta pastą zawierającą bor amorficzny. Następnie powierzchnię przetapiano wiązką laserową. Ścieżki laserowe wytwarzano na powierzchni walcowej próbki za pomocą lasera CO2 jako ścieżki wielokrotne po linii śrubowej. Otrzymana mikrostruktura składała się z następujących stref: strefa przetopiona, strefa wpływu ciepła i podłoże. Strefa przetopiona charakteryzowała się jednolitą grubością i dużą twardością (1300÷2100 HV). Zbadano odporność na ścieranie warstw borowanych laserowo i porównano ją do odporności czystego tytanu. Zaobserwowano znaczną poprawę odporności na zużycie w efekcie borowania laserowego. Laserowo borowane próbki powodowały katastroficzne zużycie przeciwpróbki. Prawdopodobnie oddzielone cząstki przeciwpróbki, zwłaszcza węgliki WC i TiC, powodowały przyspieszone zużycie warstw borowanych laserowo. W przypadku czystego tytanu zaobserwowano znacznie większy względny ubytek masy próbki, a zużycie przeciwpróbki było niewielkie.

8

Wpływ warunków procesu azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości nanokrystalicznego tytanu Grade 2

Sitek R., Matysiak H., Pakieła Z., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

169--172

PL

W artykule omówiono wpływ warunków procesu azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości nanokrystalicznego tytanu Grade 2. W celu charakteryzowania mikrostruktury warstw azotowanych stosowano metody spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), dyfrakcji (XRD) oraz elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej. Wykazano, że w procesie prowadzonym w temperaturze 500°C na podłożu mikrokrystalicznego tytanu Grade 2 tworzy się warstwa TiN. Natomiast w tych samych warunkach w przypadku tytanu nanokrystalicznego Grade 2 jest możliwe wytworzenie warstwy TiN + Ti2N. Analiza wyników próby statycznego rozciągania wykazała, że proces azotowania jarzeniowego nieznacznie zmniejsza właściwości wytrzymałościowe nanokrystalicznego tytanu Grade 2. Zwiększa natomiast znacząco wydłużenie do zerwania. Azotowanie tytanu mikrokrystalicznego Grade 2 powoduje nieznaczne zwiększenie wytrzymałości przy zachowaniu zbliżonych wartości wydłużenia.

EN

The paper concerns the influence of glow-discharge nitriding process conditions on the microstructure and properties of nanocrystalline titanium Grade 2. The methods used to characterize the nitride layers included secondary ion mass spectroscopy (SIMS), X-ray diffraction analyses (XRD), investigations using scanning and transmission electron microscopes. It was found that during the process carried out at a temperature of 500°C, a TiN coating was formed on the microcrystalline titanium Grade 2. In the case of nano-Grade 2, on the other hand, it was possible to obtain a TiN+Ti 2N coating under identical conditions. The tensile tests revealed that the glow-discharge nitriding process results in a minor decrease in the strength of the nanocrystalline titanium Grade 2 samples, on the other hand, nitriding has a major positive influence on the elongation to fracture. In the case of the nitriding of titanium Grade 2 with a microcrystalline microstructure, a slight increase in the strength was observed while other parameters remained unchanged.

9

Modyfikacja powierzchni podłoża tytanowego warstwami węgloazotku krzemu

Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

185--188

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące otrzymywania warstw SiCxNy(H) osadzonych na medycznym tytanie typu Grade 2 metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej mikrofalami MW-CVD (2,45 GHz, 2 kW). Warstwy otrzymano, stosując mieszaninę prekursorów zawierających silan, amoniak i metan, rozcieńczonych w argonie. Zmodyfikowane materiały poddano analizie składu chemicznego i budowy atomowej za pomoc metod EDS/SEM i FTIR. Wyznaczono również współczynnik tarcia oraz zużycia układów tytan/warstwa. Stwierdzono, że otrzymane warstwy węgloazotku krzemu na podłożu Ti Grade 2 wpływają na poprawę jego właściwości tribologicznych.

EN

This work includes research on achieving SiC xNy(H) layers deposited on a medical titanium Grade 2 surface with the application of microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MW-CVD 2.45 GHz, 2 kW). The layers were deposited using a mixture of gaseous precursors containing silane, methane, ammonia and argon. The chemical composition and atomic structure were examined using SEM and FTIR techniques. Tribological tests were also done. It was found that the silicon carbonitride layer deposited on the titanium Grade 2 surface improves its tribological properties.