Wyniki 1-10 spośród 16 dla zapytania: authorDesc:"Halina Garbacz"

Mechanical properties of nickel alloy with intermetallic surface layers

Czytaj za darmo! »

Multi-layer Al2O3+Ni-Al coatings were produced on Inconel 600 by the glow discharge assisted oxidizing of the substrates pre-coated with aluminum by magnetron sputtering. The layers have a diffusive structure and can be produced on parts of complicated shapes. The Al2O3 layer formed on intermetallic Al-Ni increases its hardness (7,2 GPa) and wear resistance. This paper is devoted to the infl[...]

Effect of nanostructure on the Ti Grade2 properties

Czytaj za darmo! »

Titanium is the metal of choice for the fabrication of dental and orthopedic implants due to its excellent biocompatibility and high corrosion resistance to physiological environment. However, commercially pure titanium exhibit low strength and wear resistance, which is related to low hardness. Mechanical properties of the bulk material can be ameliorated by several hardening mechanisms, e.g. solid solution (alloying), dispersion strengthening, grain refinement. Ti6Al4V represents one of the most common α+β alloys [1]. However, its drawback could arise from the alloying elements with toxic effects. Vanadium ions are classified as toxic [2], inhibit enzymes or can interact with intercellular components [3]. To overcome these concerns, the toxic V was substituted by inert Nb to create the alloy Ti6Al7Nb [4] similar to or with even slightly better properties than Ti6Al4V. High strength of metallic implants without using alloying elements can be achieved by grain refinement of titanium as the Hall-Petch relation predicts, what was experimentally proven [5÷7]. Severe plastic deformation (SPD) processing aims to get microstructural refinement to a level not achievable with traditional processing [8÷10]. Hydrostatic extrusion is one of the SPD methods, which allows to obtain a significant grain refinement, down to the nanometric scale. This method is developed in collaboration between the Warsaw University of Technology and Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Sciences in Warsaw. In comparison to the standard SPD methods, the hydrostatic extrusion (HE), as a method of grain refinement, usually requires a significant smaller total strain [11]. A number of commercially pure metals and alloys have been processed by HE at ambient temperature to evaluate the potential of this method for achieving grain size refinement. For pure metals, the highest degree of grain size refinement was achieved in the case of titan[...]

Metody wytwarzania tytanu nanokrystalicznego

Czytaj za darmo! »

wprowadzenie Atrakcyjność przemysłowa nanomateriałów wynika z ich unikatowych właściwości mechanicznych w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi. Dotychczas zgromadzone dane doświadczalne wskazują na istotną poprawę właściwości wytrzymałościowych przy zmianie wymiarów składników mikrostruktury do charakterystycznych dla nanomateriałów [1]. Głównym czynnikiem determinującym wytrzymałość na rozciąganie nanometali są rozmiary ziaren, a materiałów wielofazowych dodatkowo średnica i odległość między cząstkami umacniającymi. Rozdrobnienie ziarna jest szczególnie efektywne w kontekście kształtowania mikrostruktury i właściwości mechanicznych tytanu [2÷9]. W zakresie metod wytwarzania nanomateriałów zanotowano w ostatnich latach znaczący postęp. Określono także kluczowe problemy, do których można zaliczyć względnie małe rozmiary wytwarzanych produktów, tym samym małe możliwości aplikacyjne. Intensywnie rozwijane obecnie metody wytwarzania objętościowych nanometali wykorzystują duże odkształcenie plastyczne. Podkreślić należy, że dwie z tych metod, wyciskanie hydrostatyczne i cykliczne wyciskanie ściskające, opracowano w polskich laboratoriach. Prace prowadzone na Wydziale Inżynierii Materiałowej PW i w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN wykazały, że wyciskanie hydrostatyczne jest skuteczną metodą rozdrobnienia ziaren i wytwarzania materiałów nanokrystalicznych. Podstawową zaletą wyciskania hydrostatycznego jest możliwość wytwarzania półwyrobów i wyrobów o dużych rozmiarach w porównaniu z innymi metodami dużego odkształcenia, stwarzając szansę ich przemysłowego zastosowania. Obecnie w procesie wyciskania hydrostatycznego można uzyskać nanokrystaliczny tytan w postaci drutów i prętów [10]. Niniejsze opracowanie ma na celu porównanie efektywności wyciskania hydrostatycznego z innymi metodami SPD (Severe Plastic Deformation) w zakresie rozdrobnienia ziaren tytanu. Rozdro bnienie ziaren tytanu metodami du żego odkształcenia Rozdrobnien[...]

Microstructure evaluation of 5483 aluminium alloy during severe plastic deformation

Czytaj za darmo! »

The influence of hydrostatic extrusion (HE) on the microstructure of 5483 aluminium alloy was investigated. HE was carried out in three consecutive stages to achieve a cumulated true strain of 3.79. Microstructure observations were undertaken with light microscopy, SEM and HRTEM with EDS. The grain size was established using a stereological method and XRD analysis. The effect of HE on the siz[...]

Computational study of the equilibrium concentrations of point defects in B2-RuAl

Czytaj za darmo! »

First principles supercell approach was employed to calculate the formation enthalpies of isolated point defects in stoichiometric B2- RuAl. To predict the thermal defect concentrations at finite temperatures, we adopted the statistical-mechanical Wagner-Schottky model in combination with our first principles calculated point defect formation enthalpies. Al-antisite defect was found to be the[...]

Surface modification of titanium subjected to hydrostatic extrusion

Czytaj za darmo! »

The basic technology for producing large volumes of bulk nanocrystalline metals is based on the Severe Plastic Deformation (SPD) methods, which enable refining the structure from the micrometric to the nanometric level. The microstructural changes are accompanied by a significant improvement of the mechanical strength and hardness [1÷7]. One of the SPD methods is hydrostatic extrusion, employed in the present experiments, which has been proven to efficiently refine the grains in aluminum, copper, nickel and steel [8÷12]. Our earlier studies have shown that hydroextrusion can also be used for producing nanostructured titanium [13÷15] with an equivalent diameter of grains about 60 nm and substantially increased strength and hardness. The chief difficulty in producing nanocrystalline titanium by HE is that the reduction of the rod cross-section must be realized gradually in many passes. Other disadvantageous effects that occur during HE of Ti are: the high extrusion pressure, the recurrent elastic deformation, the stick slip effect (stepwise displacement of the material) and a considerable wear of the die resulting from the tribological conditions. The aim of the study was to reduce or eliminate these adverse effects, and thereby to optimize the hydroextrusion process of titanium. To this end the surface of titanium was subjected to various modifications. The beneficial effect of Ti-Al coatings was shown in our earlier publications [15, 16]. Even though the extrusion pressure was reduced, the Ti-Al layers underwent wear in a short time. In the present study, the Ti billets were covered with Al coatings of various thicknesses. The effect of these coatings on hydroextrusion process, the surface topography of the Ti products and their microstructure after the extrusion were investigated. The maximum strain was also determined that could be applied in a single and two extrusion passes. MATERIALs AND PROCESSING The material examine[...]

Chemical modification of nanocrystalline titanium surface for biological applications


  Titanium and its alloys are the most attractive metallic materials for biomedical applications due to their unique properties, including low density, high corrosion resistance and good biocompatibility. However, for permanent implant applications, those materials may have harmful side effects resulting from alloying components released to the surrounding physiological environment [1]. This is especially dangerous in case of titanium alloys, such as Ti6Al4V, which is commonly used for heavy load implants. these alloys may have possible toxic effect resulting from vanadium and aluminium released to the body fluids. Nanocrystalline titanium due to its high mechanical properties is likely to replace the widely used titanium alloys [2]. Nanocrystalline or ultrafine grained (UFG) titanium can be obtained by several different processes, including: Equal Channel Angular Pressing (ECAP) [3], High Pressure Torsion (HPT) [4] and Hydrostatic Extrusion (HE) [5]. It has been revealed that the nanoscale grain refinement of titanium results in increase of hardness, elastic limit and tensile strength [5÷7] as well as fatigue strength [8]. Moreover, nanostructuring of titanium by SPD processing leads to increase in kinetics of chemical reactions. For example, the passive layer formed spontaneously on n-Ti has better protective properties since it is rebuilt in a shorter time [7]. Nanocrystalline and UFG titanium have been also recognized as promising biomaterials due to their ability to enhance the osseointegration process. It has been shown that cell attachment and proliferation as well as new bone formation were significantly increased on SPD processed titanium than on coarse-grained substrates [9÷11]. There are many various methods that can be used in the functionalization or activation of a metallic implant surface [12]. Among these methods, chemical modifications seem to be relatively simple and inexpensive [7]. In addition, they allow to[...]

Kształtowanie właściwości użytkowych stopu tytanu Ti6Al4V w niskotemperaturowym procesie azotowania jarzeniowego


  Stop Ti6Al4V jest szeroko stosowany w przemyśle m.in. w lotnictwie, przemyśle kosmicznym i w medycynie. Jego właściwości mechaniczne kształtuje się przez obróbkę cieplną i plastyczną. Szczególnie obróbka cieplna wpływa na skład fazowy oraz mikrostrukturę stopu, a więc właściwości mechaniczne [1, 2]. Stop ten należy do stopów, które zawierają w strukturze w stanie wyżarzonym od 5 do 20% fazy β. Cechą charakterystyczną tego stopu są dobre właściwości wytrzymałościowe i plastyczne w stanie wyżarzonym, które mogą być kształtowane przez obróbkę cieplną. Jest ona realizowana w temperaturze rzędu 600÷850°C, po uprzednim hartowaniu stopu Ti6Al4V z temperatury 880÷950°C. Umacniająca obróbka cieplna zwiększa wytrzymałość stopu o 20÷30% [1]. Jednocześnie w przemyśle stosuje się coraz szerzej różne obróbki powierzchniowe, które mają na celu zwiększenie twardości, odporności na zużycie przez tarcie, zmniejszenie współczynnika tarcia, zwiększenie aktywności biologicznej stopów tytanu i eliminację przechodzenia składników stopu do otaczających tkanek (tzw. zjawiska metalozy) w przypadku stosowania ich na implanty [3÷6]. Wśród metod inżynierii powierzchni coraz większą rolę odgrywają obróbki jarzeniowe, tj. procesy azotowania i tlenoazotowania, szczególnie w aspekcie zastosowań w medycynie, które gwarantują dobre właściwości biologiczne i dużą odporność na zużycie przez tarcie, a więc mogą być stosowane na implanty długoterminowego użytkowania [5÷9]. Obniżenie temperatury procesu azotowania jest bardzo ważne w aspekcie zachowania dobrych właściwości mechanicznych dwufazowego stopu tytanu Ti6Al4V. Dane literaturowe [10, 11] wykazują możliwość wytwarzania cienkich warstw dyfuzyjnych w temperaturze poniżej 680°C na stopie Ti6Al4V, jednak brak jest informacji o właściwościach użytkowych tych warstw. METODYKA BADAŃ Do badań użyto dwufazowy stop tytanu Ti6Al4V - najczęściej stosowany w przemyśle (skład chemiczny [% wag.]: Al - 6,11%, V - 4,[...]

Nanostructure effect on the electrochemical response of titanium DOI:10.15199/28.2016.6.6


  The purpose of this work was to investigate the influence of nanostructure on titanium corrosion resistance in physiological saline (0.9% NaCl). In order to obtain the nanostructure the titanium rod was processed through multiple hydrostatic extrusion (HE). Corrosion tests included electrochemical impedance (EIS) and potentiodynamic (PD) measurements. EIS tests were performed after 2 and 24 hours of immersion in 0.9% NaCl. Potentiodynamic measurements were carried out immediately after the last impedance test. Profilometric examination was used to check whether the samples were equally prepared for corrosion measurements. After corrosion tests a scanning electron microscope (SEM) was used to characterize the morphology of the surface. Corrosion tests revealed the positive influence of nanostructure on titanium corrosion resistance. Moreover, the differences observed were larger in the case of a shorter time of immersion in physiological saline. Hence, it might be surmised that the rate of the passivation process depends on titanium grain size. The microscopic characterization of the surfaces of samples after the corrosion test indicated differences in the surface morphology. The passive film formed on the nanocrystalline sample was more compact and homogenous than on the microcrystalline one. The different number of structural defects in micro- and nanocrystalline titanium might be the reason for the observed phenomena. Due to their higher energy, structural defects could be preferential sites for the nucleation of passive layers. Consequently, the rate of passivation should be higher for nanocrystalline materials. Furthermore, the high volume fraction of structural defects also explained the existence of more tight and uniform passive layer on the nanocrystalline titanium. Good corrosion resistance in physiological saline means that nanotitanium could be an attractive material for biomedical applications. Key words: corrosion, nanostructured [...]

Poprawa własności fizycznych drutów używanych do produkcji siatek katalitycznych poprzez mikrodomieszkowanie

Czytaj za darmo! »

niniejszy artykuł dotyczy prac prowadzonych w mennicy metale Szlachetne S.a. i w Politechnice Warszawskiej nad uzyskaniem drutów z mikrodomieszkowanych stopów platyny. druty te, przeznaczone na siatki katalityczne dla przemysłu azotowego, wykonywane były z materiału konsolidowanego wstępnie metodą metalurgii proszków. dalsza konsolidacja zachodziła w procesie obróbki plastycznej na gorąco i ciągnienia. uzyskane druty charakteryzowały się większą wytrzymałością na zrywanie i mniejszym wydłużeniem w stosunku do drutów niedomieszkowanych, otrzymywanych w sposób tradycyjny. zbadano własności katalityczne próbek siatek wykonanych z nowych drutów. nie stwierdzono pogorszenia własności katalitycznych. The aim of the article, based on earlier investigations made in The Mennica Metale Szlache[...]

 Strona 1  Następna strona »