Manufacturing optimisation of an original nanostructured (beta + gamma)-TiNbTa material

García-Garrido, Cristina; Gutiérrez-González, C. F.; Torrecillas, Ramón; Perez-Pozo, Luis; Salvo, Christopher; Chicardi, E.

doi:10.1016/j.jmrt.2019.03.004

Cited by 9 publications

(11 citation statements)

References 47 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…To this end, and considering that the most plastically and isotropic deformable structure is the face-centered cubic (fcc) structure, due to its higher sliding system and symmetric structure, the development of new fcc Ti alloys, to improve their ductility, could prove interesting. In this way, Garcia-Garrido et al [8,9] have already obtained fcc Ti alloys in the TiNbTa and TiNb (0-12 wt.%) Mn, thanks to the ability of Nb, Ta, and Mn to promote the formation of Ti-fcc, Ti-bcc, and Ti amorphous alloys, depending on the synthesis conditions [10][11][12][13]. In addition, Wu et al [14] studied the formation of fcc-Ti from hcp-Ti by col-rolling (CR), and Hong et al [15] by cryogenic channel die compression (CCDC).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Effect of Milling Parameters on the Development of a Nanostructured FCC–TiNb15Mn Alloy via High-Energy Ball Milling

García-Garrido

Sepúlveda

Salvo

et al. 2021

Metals

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In this work, a blend of Ti, Nb, and Mn powders, with a nominal composition of 15 wt.% of Mn, and balanced Ti and Nb wt.%, was selected to be mechanically alloyed by the following two alternative high-energy milling devices: a vibratory 8000D mixer/mill® and a PM400 Retsch® planetary ball mill. Two ball-to-powder ratio (BPR) conditions (10:1 and 20:1) were applied, to study the evolution of the synthesized phases under each of the two mechanical alloying conditions. The main findings observed include the following: (1) the sequence conversion evolved from raw elements to a transitory bcc-TiNbMn alloy, and subsequently to an fcc-TiNb15Mn alloy, independent of the milling conditions; (2) the total full conversion to the fcc-TiNb15Mn alloy was only reached by the planetary mill at a minimum of 12 h of milling time, for either of the BPR employed; (3) the planetary mill produced a non-negligible Fe contamination from the milling media, when the highest BPR and milling time were applied; and (4) the final fcc-TiNb15Mn alloy synthesized presents a nanocrystalline nature and a partial degree of amorphization.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Effect of Milling Parameters on the Development of a Nanostructured FCC–TiNb15Mn Alloy via High-Energy Ball Milling

García-Garrido

Sepúlveda

Salvo

et al. 2021

Metals

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Dercz [30] reported the formation of α phase and β phase in a Ti-50Ta alloy milled for 72 h. The sintered Ti-50Ta alloy showed better corrosion resistance than pure Ti [1]. García-Garrido et al [31,32] reported that the (β + γ)-TiNbTa alloy was manufactured by mechanical alloying (MA) synthesis, carried out at low energy, followed by a field-assisted consolidation technique, that is, pulsed electric current sintering (PECS). This Ti-based alloy exhibited high hardness and mechanical strength as well as low elastic modulus.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermodynamic Analysis of the Formation of FCC and BCC Solid Solutions of Ti-Based Ternary Alloys by Mechanical Alloying

Aguilar

Martínez

Tello

et al. 2020

Metals

View full text Add to dashboard Cite

A thermodynamic analysis of the synthesis of face-centred cubic (fcc) and body-centred cubic (bcc) solid solutions of Ti-based alloys produced by mechanical alloying was performed. Four Ti-based alloys were analysed: (i) Ti-13Ta-3Sn (at.%), (ii) Ti-30Nb-13Ta (at.%), (iii) Ti-20Nb-30Ta (wt. %) and (iv) Ti-33Nb-4Mn (at.%). The milled powders were characterized by X-ray diffraction, and the crystallite size and microstrain were determined using the Rietveld and Williamson-Hall methods. The Gibbs free energy of mixing for the formation of a solid solution of the three ternary systems (Ti-Ta-Sn, Ti-Nb-Ta and Ti-Nb-Mn) was calculated using an extended Miedema's model, applying the Materials Analysis Applying Thermodynamics (MAAT) software. The values of the activity of each component were determined by MAAT. It was found that increasing the density of crystalline defects, such as dislocations and crystallite boundaries, changed the solubility limit in these ternary systems. Therefore, at longer milling times, the Gibbs free energy increases, so there is a driving force to form solid solutions from elemental powders. Finally, there is agreement between experimental and thermodynamic data confirming the formation of solid solutions.Author Contributions: Conceptualization, C.A. and C.M.; methodology, C.A. and F.S.M.; software, C.A.; validation, I.A.; formal Analysis, C.A., C.M. and S.P.; investigation, C.A., F.S.M. and K.T.; writing-original draft preparation, C.A., S.P. and A.D.; writing-review and editing, S.P., A.D., K.T. and I.A.; visualisation, C.A. and I.A.; project administration, C.A.; funding acquisition, C.A. and K.T. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript. Funding:The authors would like to acknowledge the financial support received from the FONDECYT project n 1190797 and FONDEQUIP/EQM project n 140095. Conflicts of Interest:The authors declare no conflict of interest.

show abstract

“…Son zamanlarda β-tipi Ti-esaslı alaşımlar, üstün korozyon direnci, yüksek mukavemet, yüksek biyouyumluluk ve yüksek sıcaklıkta kullanılabilme özelliklerinin yanı sıra düşük yoğunluklu olması sayesinde popüler hale gelmiştir [1][2][3][4][5][6]. β-tipi Ti alaşımlarının bahsedilen özelliklerinin yanında şekil hafıza etkisi ve süper-elastik malzemeler olması bu alaşım grubunun havacılık ve biyomedikal alanda sıklıkla kullanılmasını sağlamıştır [2,4,7,8]. β-tipi Ti-esaslı alaşımlarda şekil hafıza ve süper-elastiklik etkisini sağlayan, β (düzensiz bcc), ′′ (altıgen martensit) ve (ortorombik martensit) fazların varlığı önemlidir [2,9].…”

Section: Introductionunclassified

“…Ta ve Nb ile oluşturulan TiNb ve TiNb-Ta alaşımların ani soğutma ile martensit fazdaki ′′ -fazının oluşumuna ve β-fazının oda sıcaklığında stabilize olmasını sağlamak martensit fazlar için önemlidir. TiNb alaşımlarına Sn, Al, O, N, Mo, Pt, Pd, Ta, Zr, gibi birçok element, farklı konsantrasyonlarda katkılanarak oluşturulan yeni alaşım gruplarının süper-elastik özellikleri birçok araştırmacılar tarafından incelenmiştir [15][16][17][18][19][20][21][22][23] [4,7,9,24]. TiNb ve TiNb-Ta alaşımlarındaki martensit dönüşümü sergileyen ′′ ve faz piklerinin XRD analizlerinde düşük şiddetlerde görülmesi, martensit dönüşümün oda sıcaklığının altında meydana gelmesinden kaynaklanmaktadır.…”

Section: Introductionunclassified

“…Ancak Dubinskiy ve arkadaşlarının TiNb-Ta alaşımları için 100 ile -150 °C sıcaklık aralığında yapmış oldukları XRD analizlerinde, TiNb-Ta alaşımlarında aslında ↔ ′′ dönüşümünün varlığının olduğu belirlenmiştir [10]. çökelti fazından kaynaklı taneler arası kusurlar ve dislokasyonların tane sınırları boyunca oluştuğu da bilinmelidir [4]. E1, E2 ve E3 alaşımlarında da benzer sonuçlar olduğu bilinmektedir.…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

TiNb-esaslı β-Ti Alaşımlarının Kristal Yapı, Mikroyapı ve Dönüşüm Sıcaklıklarına Tantal Katkısının Etkileri

Ercan

Dağdelen

2020

Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

β-tipi Ti-esaslı alaşımlar yüksek sıcaklıktaki dayanıklılığı ve biyo-uyumluluğu sayesinde uzay sanayisi ve medikal alanlarda kullanımı yaygın olan materyallerdir. Nb ve Ta gibi düşük yoğunluklu, üstün korozyon direnci ve toksik olmayan özelliklere sahip elementler ile takviye edilmesi, β-tipi Ti-esaslı alaşımları daha da çekici hale getirmiştir. TiNb(24,5-x)Ta(x=0,1,2,3,4) (at. %) oranlarında hazırlanan alaşımların X-ışını, mikroyapı ve dönüşüm sıcaklıkları incelendi. DSC analizlerinden 5,5 oC to 41,1 oC aralığında sadece α→β ters dönüşümü gözlenmiştir. Oda sıcaklığında yapılan XRD analizleri ile DSC sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür. Baskın β fazlarına karşın α fazlarının küçük miktarlar da olduğu tespit edilmiştir. β fazının baskın olması Ta ve Nb elementlerinin iyi bir β stabilizatörü olduğunu göstermiştir. Optik mikroskop görüntülerinden alaşımlardaki β fazı, taneler ve tane sınırlarının artan Ta ilavesiyle belirginleşmiştir. SEM-EDX görüntülerinden α fazının çökelti olduğu görülmüştür. Ayrıca EDX sonuçları ile Ta element konsatrasyonunun tane sınırlarında arttığı bulunmuştur. Alaşımların (ev⁄a) ve (cv ) oranları oda sıcaklığı altında dönüşüm sergileyen düşük değerli (ev⁄a

show abstract

Manufacturing optimisation of an original nanostructured (beta + gamma)-TiNbTa material

Cited by 9 publications

References 47 publications

Effect of Milling Parameters on the Development of a Nanostructured FCC–TiNb15Mn Alloy via High-Energy Ball Milling

Effect of Milling Parameters on the Development of a Nanostructured FCC–TiNb15Mn Alloy via High-Energy Ball Milling

Thermodynamic Analysis of the Formation of FCC and BCC Solid Solutions of Ti-Based Ternary Alloys by Mechanical Alloying

TiNb-esaslı β-Ti Alaşımlarının Kristal Yapı, Mikroyapı ve Dönüşüm Sıcaklıklarına Tantal Katkısının Etkileri

Contact Info

Product

Resources

About