Phase composition and tribological properties of Ti–Al coatings produced on pure Ti by laser cladding

Guo, Baogang; Zhou, Jiansong; Zhang, Shitang; Zhou, Huidi; Pu, Yunfeng; Chen, Jianmin

doi:10.1016/j.apsusc.2007.05.056

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“…In recent years, the laser cladding of ceramic-metal composite coatings onto Ti-alloy substrates has been used to improve the surface properties of titanium alloys. Ceramic phases, such as TiN [4], TiC [5], Ti 3 Al [6], TiB [7], and Ti 2 Ni 3 Si [8], have been in situ synthesized during laser cladding. Among in situ synthesized reinforcements, TiB and TiC are regarded as the two best reinforcements in a titanium matrix due to their high elastic modulus, similar density to Ti alloys, and excellent interfacial bonding with titanium matrices [9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Microstructural evolution of titanium matrix composite coatings reinforced by in situ synthesized TiB and TiC by laser cladding

Wang

et al. 2010

Int J Miner Metall Mater

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Titanium-based composite coatings reinforced by in situ synthesized TiB and TiC particles were successfully fabricated on Ti6Al4V by laser cladding using Ti-B 4 C-Al or Ti-B 4 C-C-Al powders as the precursor materials. The microstructural and metallographic analyses were made by X-ray diffraction (XRD), optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM), and electron probe microanalysis (EPMA). The results show that the coatings are mainly composed of α-Ti cellular dendrites and a eutectic transformation product in which a large number of coarse and fine needle-shaped TiB and a few equiaxial TiC particles are homogeneously embedded. A thin dilution zone with a thickness of about 100 μm is present at the interface, and it consists of a few TiB and TiC reinforcements and a large number of lamella grains growing parallel to the heat flux direction in which a thin needle-shaped microstructure exists due to the martensitic transformation. The microstructural evolution can be divided into four stages: precipitation and growth of primary β-Ti phase, formation of the binary eutecticum β-Ti+TiB, formation of the ternary eutecticum β-Ti+TiB+TiC, and solid transformation from β-Ti to α-Ti.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Microstructural evolution of titanium matrix composite coatings reinforced by in situ synthesized TiB and TiC by laser cladding

Wang

et al. 2010

Int J Miner Metall Mater

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“…One of the prospective lines of the development consists of improving the performance properties of the products by forming surface layers composed basically on intermetallic phases, in particular phases of the Al-Ni [1][2][3][4][5][6][7], Al-Fe [8,9] or Al-Ti [10][11][12][13][14] systems. There are many ways to deposit intermetallic layers such as magnetron sputtering [15,16], thermal spray [17][18][19], Electron Beam Physical Vapor Deposition (EB-PVD) [20,21], Chemical Vapor Deposition processes [22], diffusion treatment [23,24] and hybrid method [25].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Structure of Al–Ni intermetallic composite layers produced on the Inconel 600 by the glow discharge enhanced-PACVD method

et al. 2009

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“…El compuesto TiB 2 , además tiene propiedades muy deseables como alta temperatura de fusión 3225ºC, y alta mojabilidad por la matriz metálica, con una importante estabilidad química [18].…”

Section:  Metalurgia Del Titaniounclassified

“…La energía del láser funde el material de revestimiento formando una unión metalúrgica con el sustrato. Algunas de sus ventajas son: la alta deposición, baja dilución del sustrato, alta velocidad de enfriamiento, baja distorsión, y la posibilidad de revestir materiales disimiles [18]. Mediante esta técnica se pueden tener espesores de una capa de 50 micras a 2 mm cuando se realizan varias capas [23].…”

Section: Proceso Laser Claddingunclassified

“…En el proceso láser es necesario establecer la energía que el láser requiere para fundir el sustrato P ms y la que requiere para fundir los polvos P mp Para el cálculo de estas energías se deben tener en cuenta, según el Modelo de Jouvard [13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28] A p = coeficiente de absorción de la partícula β y γ son valores que dependen de A s y A p y del área de interacción del haz y el sustrato. Para la definición de todos los parámetros y la deducción se puede consultar la referencia [27].…”

Section:  Condiciones De Energíaunclassified

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ANÁLISIS DE RECUBRIMIENTOS DE Ti REFORZADOS CON TiB2 MEDIANTE TÉCNICAS DE RECUBRIMIENTO LÁSER

Moncaleano¹,

Inírida²

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A Dios, mi familia y mis amigos.Por su infinito amor. AGRADECIMIENTOSQuiero agradecer el aporte científico recibido de parte del director de la tesis, el Dr. Vicente Amigó Borrás y su colaboración continua en las etapas de este proceso.A la Universidad Nacional de Colombia por su confianza al darme la oportunidad de ausentarme de mi labor y darme los medios para facilitar mi estancia.A la Universidad Politécnica de Valencia por su recurso humano y físico, que han hecho posible la culminación de esta investigación.A la empresa AIDO por su colaboración en la realización del proceso láser.A las personas del servicio Para un apropiado análisis experimental, los principales parámetros del proceso, potencia y velocidad de barrido del láser y flujo de polvos han sido cambiados gradualmente dentro de rangos elegidos. Se ha realizado correlaciones entre las variables principales del proceso, la geometría de los cordones individuales y las transformaciones de los polvos adicionados.Una vez elegidos los cordones con mejor combinación de características geométricas, microestructura y dureza se ha realizado el solapamiento de cordones para producir los recubrimientos analizando el efecto térmico en la redistribución de fases y en la difusión de elementos químicos.Se ha obtenido recubrimientos con buenas áreas de cordón, y bajas áreas de dilución con microestructuras compuestas de matriz de titanio y compuestos de TiB y TiB 2 distribuidos en la matriz de forma homogénea con buena unión a ella, y con durezas de hasta 8 veces la dureza original del titanio.Se ha identificado los parámetros adecuados para la obtención de los polvos, mediante aleado mecánico, de la aleación Ti+TiB 2. Se ha logrado delimitar la ventana de proceso para la fabricación de recubrimientos de Ti+TiB 2 . Se ha logrado establecer la composición aproximada de boro mediante el empleo de la técnica de WDS (wavelenght dispersive spectrometry). Se ha caracterizado mecánicamente los compuestos encontrados mediante técnicas de nanodureza. Finalmente se ha identificado mediante la técnica de EBSD (Electron backacatter diffraction) las fases y los compuestos presentes, así como su distribución en el recubrimiento.Con el conocimiento adquirido mediante esta investigación y siendo este proyecto parte de un objetivo general de investigación en el mejoramiento de las características superficiales del titanio, se puede continuar con investigaciones en comportamiento a desgaste y corrosión en estos recubrimientos. RESUMEn la present investigació s'ha estudiat la formació de recobriments de Ti i ABSTRACTThis investigation has studied the formation of Ti and TiB 2 coatings on a Ti substrate using the coaxial laser cladding process. The implemented laser was a continuous NdYAG of 1Kw. The purpose was to analyze the influence on the coating of both the alloying elements percentage and the presence of the alloying elements in the substrate as well as the changes suffered by the ZAC in the substrate.To obtain the appropriate experimental analysis, the main process parameter...

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Phase composition and tribological properties of Ti–Al coatings produced on pure Ti by laser cladding

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Microstructural evolution of titanium matrix composite coatings reinforced by in situ synthesized TiB and TiC by laser cladding

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ANÁLISIS DE RECUBRIMIENTOS DE Ti REFORZADOS CON TiB2 MEDIANTE TÉCNICAS DE RECUBRIMIENTO LÁSER

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