Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characteristic of MAO coatings formed on CuAl2 in-situ reinforced Aluminum Matrix Composites

Mafouz D. I., Paksoy A. H., Muhaffel F., Tazegul T., Cimenoglu H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 79, nr 2

60--63

EN

Purpose: The aim of this study was to examine the structural and mechanical properties of coatings formed on CuAl2 in-situ reinforced aluminium matrix composites (AMCs) by micro arc oxidation (MAO) process. AMC, which were fabricated by powder metallurgy method upon addition of copper powder into aluminium powder at different percentages (0%, 15 wt.% and 30 wt.%), were exposed to MAO after sintering at 550°C for 6 h. During sintering process CuAl2 type intermetallic was precipitated in the microstructure of copper containing compacts. MAO caused covering of the surfaces of AMCs with an oxide layer mostly consisting of mullite and alumina. Mechanical performance of the coatings were determined by hardness measurements and wear tests. In summary, the oxide layers formed on the AMCs exhibit a reduction in hardness and tribological performance with increasing copper content of the AMC.

2

Characterization and wear properties of carbon nanotubes incorporated ceramic coatings on Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys

Yazıcı S.K., Muhaffel F., Yurekturk Y., Baydoğan M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2014

|

Vol. 65, nr 2

73--78

EN

Purpose: of this paper is characterization and wear properties of carbon nanotubes incorporated ceramic coatings on Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys. Design/methodology/approach: Carbon nanotubes (CNTs) incorporated ceramic coatings were fabricated by micro arc oxidation (MAO) method to improve the tribological performance of Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys for wear resistant applications. Titania and CNTs incorporated titania coatings were formed on Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys via MAO process. Surface and cross-sectional morphology, phase composition, thickness and roughness of the ceramic coatings were investigated by using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and surface profilometer. Findings: Wear behavior of bare titanium alloys and those of their oxidized surfaces (with and without CNTs addition) were evaluated by reciprocating wear test against 100Cr6 steel ball at dry sliding condition. XRD analyses of the oxidized samples demonstrated that coatings were consisted mainly of rutile and aluminum titanate. Surface morphologies of the coatings revealed that CNTs addition into the electrolyte led to generation of less porous, flat regions surrounded by relatively irregular-shaped pores on the surface of the coatings. Wear rate of CNTs incorporated coatings was decreased significantly compared to coatings generated without CNTs addition. Research limitations/implications: CNTs addition into the base electrolyte sharply decreases wear rate of both alloys, and there is no significant difference between the wear rates of Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys oxidized in CNTs added electrolyte. Originality/value:Titanium and its alloys are attracting a great deal of attention especially in automotive and aerospace industries. However, titanium-based materials tend to have insufficient wear resistance in abrasive conditions. In an attempt to overcome this limitation, carbon nanotubes (CNTs) incorporated ceramic coatings were fabricated.

3

Preparation and characterization of hydrothermally treated hydroxyapatite containing titania layer on commercially pure titanium

Teker D., Muhaffel F., Cimenoglu H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 68, nr 1

5--9

EN

Purpose: To investigate the effect of hydrothermal treatment (HT) on bioactivity of micro arc oxidized (MAO) and MAO/) commercially pure titanium (Cp-Ti). Design/methodology/approach: Cp-Ti (Grade IV) samples were oxidized in order to generate titania layer via micro arc oxidation (MAO) process. The samples were treated at 400 V for 5 minutes in a calcium acetate hydrate and disodium hydrogen phosphate anhydrous containing electrolyte. Subsequently, hydrothermal treatment (HT) was applied on oxidized surface in an autoclave with a water solution whose pH adjusted to 11.0-11.5 by adding NaOH, at 200 and 230°C for 2.5, 5 and 10 h and cooled in the autoclave to achieve improved bioactivity behaviour. The bioactivity tests were employed by soaking the samples in a 1.5X simulated body fluid (SBF) to characterize biological response of treated surfaces. The mean elemental composition, surface and cross-sectional morphology, phase composition and surface roughness were examined by energy dispersive spectrometer (EDS) equipped scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD) and profilometer, respectively. Findings: It is found that after MAO+HT process, the surface roughness of the samples was reduced due to the homogeneous distribution of HA agglomerates. The improved surface properties of CP-Ti modified with micro arc oxidation and hydrothermal treatment showed that it can be a good potential candidate for biomedical applications instead of bare CP-Ti. Originality/value: Different HT conditions parameters and the hydroxyapatite crystallization mechanism on oxidized surfaces of the Cp-Ti samples was examined.

4

Elektrochemiczne utlenianie aluminium metodą jarzeniową

Nieużyła Ł., Nawrat G., Michalska J.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 4-5

243-245

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytwarzania powłok konwersyjnych na aluminium przy zastosowaniu metody jarzeniowej. Przeprowadzono badania wpływu parametrów prowadzenia procesu na skład chemiczny powłoki i jej właściwości ochronne. Przedstawiono morfologię otrzymanych powłok, określono ich chropowatość oraz odporność korozyjną. Stwierdzono, że napięcie stosowane w procesie jest parametrem, który znacząco wpływa na właściwości i skład otrzymywanych powłok.

EN

The results of investigations concerning to formation the conversion coatings on aluminum by micro-arc oxidation have been presented in the article. The studies of influence the process parameters on chemical composition and protection properties of the coatings were carried out. The coatings morphology was presented and their roughness and corrosion resistance were determined. It was found that applied voltage significantly affect on composition and properties of the coatings.

5

Wytwarzanie dyfuzyjnych warstw powierzchniowych na osnowie faz międzymetalicznych TixAly, NixAly oraz TixNiy na jednofazowym stopie tytanu alfa

Ossowski M., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1142-1146

PL

Stopy tytanu ze względu na właściwości: małą gęstość, wysoką odporność korozyjną, wysoką wytrzymałość właściwą, znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i energetycznym. Zakres zastosowania tych materiałów jest jednak w dużej mierze ograniczony niską odpornością na zużycie przez tarcie oraz utlenianie w temperaturze ?600°C, stąd też opracowywane są technologie wykorzystujące techniki inżynierii powierzchni, mające na celu wytwarzanie stabilnych termicznie, odpornych na utlenianie wysokotemperaturowe warstw powierzchniowych, zwiększających zakres zastosowania oraz trwałość elementów wykonanych z tych stopów. W artykule przedstawiono badania związane z wytwarzaniem dyfuzyjnych warstw powierzchniowych na bazie faz międzymetalicznych z układów Ti-Al, Ni-Al na modelowym jednofazowym stopie tytanu Grade 2 z wykorzystniem metod hybrydowych, łączących procesy nanoszenia powłok metalicznych Al, Ni z obróbką w warunkach wyładowania jarzeniowego. Wytworzenie warstwy na bazie faz międzymetalicznych ma na celu zwiększenie ochrony przed korozją wysokotemperaturową, twardości powierzchniowej i odporności na zużycie przez tarcie obrabianych stopów tytanu. Zaprezentowano wyniki badań mikrostruktury, składu fazowego oraz chemicznego, warstw wytworzonych przez obróbkę jarzeniową rożnych rodzajów powłok metalicznych.

EN

Titanium alloys due to their unique and advantageous properties like: low density, high corrosion resistance or high specific strength are becoming more and more widely applied in the aviation, automotive as well as power industry. However, the scope of titanium alloys applications is to a great extent limited on account of their low resistance to frictional wear and oxidation in temperatures ?600°C, thus technologies utilizing surface engineering techniques are being developed which aim at producing thermally stable and resistant to high temperature oxidizing surface layers that increase the scope of application and life-span on elements made of these alloys. This article presents research related to producing diffusive surface layers on titanium and its alloys on the basis of intermetallic phases of TixAly, NixAly, based on hybrid methods that join processes of producing metallic coatings Al, Ni by magnetron sputtering with glow discharge treatment. Producing of layers on the basis of intermetallic phases is aimed at increasing protection against high temperature corrosion, surface hardness, resistance to frictional wear of treated titanium alloys. The results of examinations of microstructure, phase and chemical composition of layers produced by the method of glow discharge treatment of various types of metallic coatings on titanium alloys as well as chosen properties of these layers will be presented.

6

Kształtowanie właściwości stopów tytanu przez wytworzenie warstw dyfuzyjnych typu Al2O3 + fazy międzymetaliczne z układu Ti-Al

Ossowski M., Morgiel J., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 6

482-486

PL

Stopy tytanu z uwagi na swoje właściwości, takie jak: mała gęstość, wysoka odporność korozyjna, wysoka wytrzymałość właściwa, znajdują coraz szer-sze zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, energetycznym, a także okrętownictwie. Zakres zastosowania tytanu i jego stopów jest jed-nak w dużej mierze ograniczony niską odpornością na zużycie przez tarcie oraz utlenianie i nawodorowanie w temperaturze >600°C. Stosując metody inżynierii powierzchni możliwe jest wyeliminowanie tych ograniczeń przez wytworzenie warstw powierzchniowych na bazie faz międzymetalicznych Ti Al, które zapewniają wzrost twardości, odporności na zużycie przez tar-cie oraz ochronę przed korozją wysokotemperaturową obrabianych stopów tytanu. W celu optymalizacji właściwości tych warstw, tj. zwiększenia sta-bilności termicznej i wytworzenia szczelnej powierzchniowej strefy tlenko-wej, zastosowano domieszkowanie powłoki aluminiowej krzemem. W artykule przedstawiono metodę hybrydową łączącą procesy magnetro-nowego rozpylania i utleniania jarzeniowego oraz wpływ domieszkowania krzemem powłoki aluminiowej wytwarzanej metodą rozpylania magnetro-nowego na strukturę, skład fazowy wielofazowych warstw dyfuzyjnych typu A12O3 + TixAl. Przedstawiono również wyniki badań struktury, składu fa-zowego i chemicznego, morfologii powierzchni oraz odporności korozyjnej i na zużycie przez tarcie.

EN

Because of their advantageous properties such as Iow density, good corrosion resistance and high mechanical strength, titanium alloys have been increas-ingly used in the aircraft, automobile, power generation, and shipbuilding in-dustries. The application rangę ofthese materials is however greatly limited by their poor resistance to frictional wear and the liability to oxidation and hydrogenation at temperaturę above 600°C. These drawbacks can be obviat-ed by using surface engineering techniąues which produce surface layers based on the Ti Al intermetallic phases. The layers improve the hardness and frictional wear resistance of titanium alloys and protect them against high-temperaturę corrosion. In order to optimize the properties of the layers, i.e. to increase their thermal stability and ensure the tightness of their surface oxide zonę, the aluminum coating was doped with silicon. The paper describes a hybrid method which combines the processes of magnetron sputtering and glow discharge assisted oxidizing, and analyzes how the silicon added to the aluminum coating produced by the magnetron sputtering affects the structure and phase composition of the diffusion multi-phase A12O3 + Ti Al layers. The layers were examined for their structure, phase composition, chemical composition, surface morphology, and resist-ance to corrosion and frictional wear, and the examination results are dis-cussed in the paper.

7

Struktura i wybrane właściwości kompozytów warstwowych: stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo - fazy międzymetaliczne z układu Ti-Al

Wierzchoń T., Ossowski M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

50-53

PL

Szybki rozwój techniki stwarza konieczność zwiększania wymagań stawianych materiałom w zakresie właściwości mechanicznych, oddziaływania korozyjno-erozyjnego czy też odporności na wysokie temperatury itp. Spełnienie tych warunków jest możliwe poprzez wykorzystanie metod inżynierii powierzchni, które umożliwiają kształtowanie struktury, składu fazowego i chemicznego warstw wierzchnich obrabianych materiałów, a wiec ich właściwości. Poprzez połączenie procesów utleniania jarzeniowego, osadzania powłok aluminium (stopów Al) metodą rozpylania magnetronowego oraz procesu zgrzewania dyfuzyjnego wytwarzane są materiały gradientowe. Jest to kompozyt warstwowy w układzie: stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo/fazy międzymetaliczne Ti-Al/stop tytanu Ti6Al2Cr2Mo (również wielokrotność tego układu) z wytworzoną dyfuzyjną warstwą typu Al2O3+TiAl3+TiAl+Ti3Al. Są to nowe materiały kompozytowe, które charakteryzują się niższą gęstością niż stopy tytanu i dobrą odpornością na zużycie przez tarcie (rys. 5) i korozję (rys. 6). Kompozyty te wytworzone są w temperaturach do 700°C. Poszczególne strefy wytworzonych kompozytów warstwowych mają charakter dyfuzyjny, a ich mikrostruktura, grubość i skład fazowy mogą być kształtowane parametrami technologicznymi zastosowanych procesów, parametry procesu utleniania jarzeniowego decydują o tworzeniu nanokrystalicznej lub drobnokrystalicznej struktury poszczególnych faz (rys. 4). Wytworzenie w strefie zewnętrznej warstwy kompozytowej aluminidku TiAl3 jest korzystne. Charakteryzuje się on dużą wartością modułu Younga i najlepszą z aluminidków tytanu odpornością na utlenianie wysokotemperaturowe. Strefa wierzchnia warstwy kompozytowej stanowi wiec podwójne zabezpieczenie przed procesem utleniania wysokotemperaturowego (podwarstwy Al2O3 i TiAl3). Ponadto występuje zmniejszający się od powierzchni w poszczególnych strefach warstwy moduł sprężystości - od ok. 310 GPa dla Al2O3 poprzez ok. 210 GPa dla TiAl3, 180 - TiAl, 145 - Ti3Al do ok. 120 GPa dla stopu tytanu.

EN

The rapid progress in engineering enhances the demands for materials with improved mechanical properties, in particular the resistance to frictional wear, to corrosion, erosion etc. These demands can be satisfied by e.g. applying various surface engineering techniques which permit modifying the microstructure as well as the phase and chemical composition of the surface layers of the treated parts. The processes of glow discharge assisted oxidizing combined with magnetron sputtering of aluminum (aluminum alloys) coatings and diffusion welding yielded gradient-type materials that were laminate composites with the following arrangement of the layers: Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy/Ti-Al intermetallic phases/Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy (or a multiple of this system) with a diffusion layer of the Al2O3+TiAl3+TiAl+Ti3Al type formed on the surface. These composites are new materials, with the density lower than that of titanium alloys and a good resistance to frictional wear (Fig. 5) and corrosion (Fig. 6). The temperature of the fabrication of these composites does not exceed 700°C. The individual zones of the composites have a diffusion character, and their microstructure, thickness and phase composition can be modified by modifying the process parameters, in particular the parameters of the glow discharge assisted oxidizing since these decide about the nano-crystalline or fine-crystalline structure of the individual phases of the surface layer (Fig. 4). The formation of the TiAl) aluminide in the outer zone of the composite layer, between the Al2O3 and TiAl zones, is advantageous, since the TiAl3 phase has a higher Young modulus and a better resistance to high-temperature oxidation than the other titanium aluminides. The near-surface zone of the composite layer provides therefore double protection against high-temperature oxidation (the Al2O3 and TiAl3 zones). Moreover, the fact that the Young modulus of the individual zones, which decreases with increasing distance from the surface from about 310 GPa in Al2O3, through about 210 GPa in TiAl3, 180 GPa in TiAl and 130 GPa in Ti3Al, to about 120 GPa in the Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy substrate.