Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2017 - zeszyt 4

Odporność korozyjna warstw azotonawęglanych wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al7Nb

10.15199/40.2017.4.4

nr katalogowy: 105017
10.15199/40.2017.4.4

Dwufazowy stop tytanu Ti6Al4V, z uwagi na obecność wanadu i jego kancerogenne oddziaływanie w wyniku zjawiska metalozy, jest coraz częściej zastępowany przez tzw. bezwanadowe stopy tytanu wykazujące zbliżone parametry wytrzymałościowe, np. Ti6Al7Nb. W pracy przedstawiono wyniki porównawczych badań odporności korozyjnej stopu Ti6Al7Nb przed i po procesach azotonawęglania jarzeniowego na potencjale plazmy, tj. z wykorzystaniem tzw. aktywnego ekranu oraz na potencjale katody. Badania odporności korozyjnej warstw azotonawęglanych na stopie Ti6Al7Nb przeprowadzono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) oraz metodą potencjodynamiczną w roztworze Ringera w temperaturze 37°C. Wyniki uzupełniono badaniami mikrostruktury wytwarzanych warstw i pomiarami chropowatości powierzchni. Uzyskane wyniki wykazały, że rodzaj procesu azotonawęglania wpływa na mikrostrukturę i odporność korozyjną wytwarzanych warstw powierzchniowych. Słowa kluczowe: warstwy azotonawęglane, stopy tytanu, odporność korozyjna, roztwór Ringera 1. Wstęp Dobre właściwości mechaniczne, bardzo dobra odporność na korozję w wielu agresywnych środowiskach oraz biozgodność umożliwiają stosowanie tytanu i jego stopów w licznych aplikacjach medycznych [1-4]. Najczęściej stosowanym stopem tytanu jest Ti6Al4V, nazywany nawet stopem medycznym. Wykonuje się z niego przede wszystkim instrumentarium medyczne oraz implanty kostne i kardiologiczne, jednak ze względu na obecność w składzie chemicznym wanadu jego dalsze stosowanie jest kwestionowane [5-7]. Wanad powszechnie uznawany jest za pierwiastek alergizujący i kancerogenny, powodujący powstawanie stanów zapalnych [2, 6]. Stąd też opracowuje się nowe bezwanadowe stopy tytanu o właściwościach mechanicznych zbliżonych do stopu Ti6Al4V. W przypadku aplikacji medycznych wprowadza się pierwiastki biozgodne, jednocześnie, podobnie jak wanad, stabilizujące fazę β, o wysokiej odporności korozyjnej (m.in. Nb, Ta, Zr)[...]

Bibliografia

[1] K. 1996. “The use of titanium for medical applications in the USA", Materials Science and Engineering A, 213 : 134-137.
[2] Brunette D. M., P. Tengvall. 2001. Titanium in Medicine, Springer-Verlag, Berlin.
[3] Elias C.N., J.H.C. Lima, R. Valiev, M.A. Meyers. 2008. “Biomedical Applications of Titanium and its Alloys", Biological Materials Science, 46-49.
[4] Long M., H.J. Rack. 1996. “Titanium alloys in total joint replacement - a materials science perspective". Biomaterials 19 : 1621-1639.
[5] Okazaki Y., Y. Ito. 2000. “New Ti alloy without Al and V for medical implants". Adv. Eng. Mater. 2 (5) : 278.
[6] Bordji K., J. Y. Jouzeau, D. Mainard. 1996. “Cytocompatibility of Ti6Al4V and Ti5Al2,5Fe alloys according to three surface treatments using human fibroblasts and osteoblasts". Biomaterials 17 : 929-933.
[7] Khan M. A., R. L. Williams, and D. F. Williams, 1996. “In-vitro corrosion and wear of titanium alloys in the biological environment". Biomaterials 17 : 2117- 2126.
[8] Morant C., M. F. López, A. Gutiérrez, and J. A. Jiménez. 2003. “AFM and SEM characterization of non-toxic vanadium-free Ti alloys used as biomaterials". Applied Surface Science 22 : 79-87.
[9] Doi H., T. Yoneyama, E. Kobayashi, and H. Hamanaka. 1998. “Mechanical properties and corrosion resistance of Ti-5Al-13Ta alloy castings". The Journal of the Japanese Society for Dental Materials and Devices, 17: 247-245.
[10] Cvijovic-Alagic I., Z. Cvijovic, S. Mitrovic, V. Panic, M. Rakin,. 2011. “Wear and corrosion behavior of Ti-13Nb-13Zr and Ti-6Al-4V alloys in simulated physiological solution". Corrosion Science 53 : 796-808.
[11] Semtlisch M. F., H. Webner, R. M. Streicher, R. Schon. 1992. “Joint replacement components made of hot-forged and surface-treated Ti6Al7Nb alloy". Biomaterials 13 : 781-788.
[12] Al-Mobarak N. A., A. A. Al-Swaih, F. A. Al-Rashoud, 2011. “Corrosion behavior of Ti6Al7Nb alloy in biological solution for dentistry applications". Int. J. Electrochem. Sci. 6 : 2031-2042.
[13] Cai Z.-B., G.-A. Zhang, Y.-K. Zhu, M.-X. Shen, L.-P. Wang, and M.-H. Zhu. 2013. “Torsional fretting wear of a biomedical Ti6Al7Nb alloy for nitrogen ion implantation in bovine serum". Tribology International 59 : 312-320.
[14] Fellah M., O. Assala, M. Labaïz, L. Dekhil, A. Iost. 2013. “ Friction and wear behavior of Ti-6Al-7Nb biomaterial alloy". Journal of Biomaterials & Nanobiotechnology 4 : 374-384.
[15] Bolzoni L., E.M. Ruiz-Navas, E. Neubauer, and E. Gordo. 2012. “Mechanical properties and microstructural evolution of vacuum hot-pressed titanium and Ti-6Al-7Nb alloy". Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 9 : 91-99.
[16] Brojanowska A., M. Tarnowski, P. Rutkowski, T. Wierzchoń. 2013. "Corrosion resistance of titanium after low temperature active screen glow discharge nitriding". Ochrona przed Korozją 56 : 217-226.
[17] Czarnowska E., T. Wierzchoń, A. Maranda-Niedbała, E. Kaczmarewicz. 2000. “Improvement of titanium alloy for biomedical applications by nitriding and carbonitriding process under glow discharge conditions". J. Mater. Sci. Mater. Med. 11 : 73-81.
[18] Burakowski T., T. Wierzchoń, 1998. Surface Engineering of Metals: Principles, Equipment, Technologies, CRC Press, Boca Raton, New York.
[19] Ossowski M, T. Borowski, M. Tarnowski, T. Wierzchoń, 2016. "Cathodic Cage Plasma Nitriding of Ti6Al4V titanium alloy", Materials Science - Medziagotyra 22 : 25-30.
[20] Fleszar A., T. Wierzchoń, K.K. Sun, J.R. Sobiecki, 2000. "Properties of surface layers produced on the Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy under glow discharge conditions", Surf. Coat. Tech. 131 : 73-81.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 105017 "Odporność korozyjna warst..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ - e-zeszyt (pdf) 2017-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	42.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Zeszyt

2017-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma