89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

128
rys.2. mikrostruktura stopu ti-6al-7nb po obróbce powierzchniowej, sem obraz w elektronach rozproszonych
wstecznie (a) oraz wyniki analizy zawartości tlenu w strefie przypowierzchniowej, tem-eds (b).
FIg.2. microstructure of the surface treated ti-6al-7nb alloy, sem electron back scattered image (a) and oxygen
content determined by tem-eds in the near surface zone as a function of the distance to the specimen surface
(b).
rys.3. mikrotwardość stopu ti-6al-7nb po obróbce powierzchniowej (a) oraz odporność na zużycie przez tarcie
stopu przed i po obróbce powierzchniowej (b).
Fig.3. microhardness of the surface treated ti-6al-7nb alloy (a) and a vertical profile of wear track of the as received
and surface treated ti-6al-7nb alloy (b)
z 3,4GPa do ok. 10,6GPa (rys. 3a). Wyniki testu tribologicznego
wykazały, że współczynnik tarcia stopu po obróbce
powierzchniowej wynosi ok. 0,15-0,18, zaś materiału podłoża
0,4-0,5. Głębokość wytarcia stopu w stanie dostawy
wynosiła 11,5µm, natomiast stopu po utwardzaniu tlenem
tylko 0,3µm (rYS.3b).
uzyskane wyniki badań wskazują na przydatność
wysokotemperaturowej obróbki utwardzającej tlenem w
obecności plazmy wyładowania jarzeniowego do poprawy
mikrotwardości i właściwości tribologicznych powierzchni
stopu Ti-6Al-7Nb.
wnioski
1. Mikrostruktura stopu Ti-6Al-7Nb po obróbce powierzchniowej
- dyfuzyjnym utwardzaniu tlenem jest zbudowana
ze strefy przypowierzchniowej, w której występuje głównie
roztwór stały tlenu w tytanie α (O), oraz dwufazowego podłoża
zbudowanego z ziaren fazy α i fazy β.
2. Zastosowana obróbka powierzchniowa istotnie poprawia
twardość powierzchni i odporność stopu Ti-6Al-7Nb na
zużycie przez tarcie oraz pozwala na zmniejszenie współczynnika
tarcia stopu.
coefficient of the surface treated alloy is in the range 0.15-
0.18, while for a substrate material it is 0.4-0.5 and the
depth of the wear track after the test was 0.3µm and 11.5,
respectively (FIG.3b).
The results of the investigations show, that diffusion
strengthening of the near-surface zone of the Ti-6Al-7Nb
alloy due to interstitial oxygen atoms with use of the glow
discharge plasma in the Ar+O 2 atmosphere is a very effective
method for improvement of the mechanical and tribological
properties of the alloy.
conclusions
1. The applied surface treatment increases the microhardness
of the Ti-6Al-7Nb alloy and improves its tribological
properties.
2. These improvements are due mainly to enrichment
of the α (O) solid solution in the near surface region in
oxygen atoms up to 22at.% and to depletion of this zone
in the β phase.