In-situ synthesis of a carbide reinforced steel matrix surface nanocomposite by laser melt injection technology and subsequent heat treatment

Verezub, Olga; Kálazi, Zoltán; Buza, Gábor; Verezub, N.V.; Kaptay, George

doi:10.1016/j.surfcoat.2009.03.024

Cited by 38 publications

(21 citation statements)

References 123 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The different transition metal carbides, such as titanium carbide (TiC), are relatively inexpensive and possess good mechanical properties such as high hardness, elastic modulus and low friction [2]. Therefore, TiC is extensively used as a reinforcing phase in metal matrix composites (MMC's) [3,4]. TiC is one of the most widely used hard coating materials, a suitable candidate for Ohmic contacts in microelectronic devices, used as anode in lead-acid batteries and super capacitors, an alternate to platinum as a catalyst and diffusion barrier in semiconductor technology [2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

TiC crystallite formation and the role of interfacial energies on the composition during the deposition process of TiC/a:C thin films

Oláh

Fogarassy

Sulyok

et al. 2016

Surface and Coatings Technology

View full text Add to dashboard Cite

TiC / amorphous carbon (TiC/a:C) nanocomposite thin films were deposited from two targets by direct current (DC) magnetron sputtering system at room temperaure. The film´s composition and morphology were studied in detail by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Selected Area Electron Diffraction (SAED), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Raman Spectroscopy. The sputtering power of carbon target (P C ) was kept at the constant 150 W, while the sputtering power of titanium target (P Ti ) was changed between 5 W and 150 W. Additionally, a C/Ti multilayer was deposited and characterized for comparison. The growth mechanism was derived from the XPS, Raman and HRTEM observations on the grown layer structures and it was completed by a semi-empirical equation for the dependence on the average atomic fraction of Ti. The HRTEM investigations A C C E P T E D M A N U S C R I P T ACCEPTED MANUSCRIPT2 confirmed that the first nucleating phase is amorphous carbon due to its lowest surface energy among the possible phases. The second nucleating phase within the amorphous carbon matrix is TiC; its growth is kinetically not limited. The increase of Ti content resulted in larger TiC nanocrystallites and thinner amorphous carbon spacing between the TiC phases shown by HRTEM analysis. The characteristic texture of the crystallite structure was observed in the case of 120 W and 150 W of P Ti . All observation confirmed the two main phases; amorphous carbon + carbide phase. The hcp titanium phase was not formed due to nucleation barrier. The average sputtered composition differs from the average deposited composition due to different nucleation barriers of different phases.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

TiC crystallite formation and the role of interfacial energies on the composition during the deposition process of TiC/a:C thin films

Oláh

Fogarassy

Sulyok

et al. 2016

Surface and Coatings Technology

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Argon was also used as a protecting gas during the treatment with 8 l/min flow rate. Four experiments were performed with different inserted titan volumes with increasing sequence numbers 4,6,8,10. Parallel experiments were also done (sample mark 'a' and 'b').…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

<i>In Situ</i> Synthesis of a Wear Resistant Layer on the Surface of Low Carbon Steel Produced by Laser Melt Injection Technology

Mertinger

Buza

Major

2012

MSF

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Titanium and his compounds are one of the most frequently used reinforcing particles in iron -ceramic composite materials. These materials will possess special characteristics because they are quenchable, their hardness can be increased by heat treatment and they can be quite easily machined. The point of the technology developed in the Bay Zoltán Institute of Materials Sciences and Technology is to form the reinforcing layer on the surface of the sample in an in situ way by melting the surface of the low carbon steel and the laminar carbon felt using laser beam while the titanium metal powder is simultaneously added to the melt. Several methods (metallographic examinations, selective area hardness measurements, SEM, and XRD) were applied to answer the questions about the optimal conditions for the in situ synthesis of a wear resistant layer.

show abstract

“…Метод лазерной инжекционной наплавки (лиН) используется для получения на поверх-ности подложки слоя MК, который отличается низкой скоростью растворения частиц, высоким качеством поверхности и низкой склонностью к образованию трещин [2][3][4][5]. лиН применяется, в основном, для улучшения твердости поверхности и износостойкости металлической подложки, на-пример, нержавеющих сталей [4,6], алюминие-вых сплавов [7,8], титановых сплавов [1,2,[9][10][11], углеродистых сталей [12][13][14][15][16] и инструментальных сталей [3,5,17]. В отличие от лазерной наплавки, упрочняющие частицы (обычно керамика), кото-рые вводятся в расплавленную ванну без како-го-либо другого порошка металлической матрицы и перемещаются с потоком расплава, сохраняют твердое состояние или состояние микрорасплава благодаря быстрому затвердеванию расплава во время процесса лиН [7].…”

unclassified

Influence of electric-magnetic composite field on WC particles distribution in laser melt injection

Wang¹,

Hu²,

Song³

et al. 2016

Avtom. svarka (Kiev)

View full text Add to dashboard Cite

2 центр по разработке и внедрению лазерного оборудования провинции Дзеджан. 310014, хангжоу, ул. чаованг, 18, Китай Метод лазерной инжекционной наплавки (лиН) используется для получения слоя металлического композита на по-верхности подложки. В процессе лиН лазерный луч локально расплавляет поверхностный слой подложки с одновре-менной инжекцией на него частиц дополнительного материала. Для контроля распределения упрочняющих частиц в слое, полученном лиН, можно применять комбинированное магнитное и электрическое поле (КМЭП). Влияние синергетического эффекта КМЭП на распределение упрочняющих частиц при лиН было исследовано с помощью экспериментальных и численных методов. В качестве упрочняющих частиц были использованы сферические частицы карбида вольфрама (WC), поскольку правильная форма была наиболее близка к условиям моделирования и хорошей работе индикатора в потоке расплава. распределение частиц WC в продольном сечении было изучено с помощью ска-нирующей электронной микроскопии и рассчитано методом компьютерного моделирования с помощью 2D модели с учетом уравнений теплообмена, гидродинамики, силы сопротивления, силы лоренца и фазового перехода. результаты моделирования с достаточной точностью соответствуют экспериментальным данным. исследованиями установлено наличие синергетического влияния КМЭП на распределение упрочняющих частиц при лиН. распределение частиц WC в слое, полученном лиН, зависит от направления силы лоренца, создаваемой КМЭП. Когда сила лоренца и сила тяжести действуют в одном и том же направлении, подавляющее большинство частиц остаются в верхней области слоя, полученного лиН, а когда сила лоренца и сила тяжести действуют в противоположном направлении, большинство частиц сосредоточены в нижней области. библиогр. 34, рис. 8. К л ю ч е в ы е с л о в а : лазерная инжекционная наплавка, частицы WC, сила Лоренца, распределение частиц, комби-нированное магнитное и электрическое полеМеталлокомпозиты (МК), армированные кера-мическими частицами, характеризуются рядом преимуществ по сравнению с монолитными спла-вами и широко используются в промышленно-сти [1]. Метод лазерной инжекционной наплавки (лиН) используется для получения на поверх-ности подложки слоя MК, который отличается низкой скоростью растворения частиц, высоким качеством поверхности и низкой склонностью к образованию трещин [2][3][4][5]. лиН применяется, в основном, для улучшения твердости поверхности и износостойкости металлической подложки, на-пример, нержавеющих сталей [4,6], алюминие-вых сплавов [7,8], титановых сплавов [1, 2, 9-11], углеродистых сталей [12][13][14][15][16] и инструментальных сталей [3,5,17]. В отличие от лазерной наплавки, упрочняющие частицы (обычно керамика), кото-рые вводятся в расплавленную ванну без како-го-либо другого порошка металлической матрицы и перемещаются с потоком расплава, сохраняют твердое состояние или состояние микрорасплава благодаря быстрому затвердеванию расплава во время процесса лиН [7].Градиентные материалы могут быть разрабо-таны на микроструктурном уровне, чтобы адапти-ровать конкретные ма...

show abstract

In-situ synthesis of a carbide reinforced steel matrix surface nanocomposite by laser melt injection technology and subsequent heat treatment

Cited by 38 publications

References 123 publications

TiC crystallite formation and the role of interfacial energies on the composition during the deposition process of TiC/a:C thin films

TiC crystallite formation and the role of interfacial energies on the composition during the deposition process of TiC/a:C thin films

<i>In Situ</i> Synthesis of a Wear Resistant Layer on the Surface of Low Carbon Steel Produced by Laser Melt Injection Technology

Influence of electric-magnetic composite field on WC particles distribution in laser melt injection

Contact Info

Product

Resources

About