Properties of nitrided layers formed during plasma nitriding of commercially pure Ti and Ti–6Al–4V alloy

Farè, S.; Lecis, N.; Vedani, Maurizio; Silipigni, A.; Favoino, P.

doi:10.1016/j.surfcoat.2011.10.006

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“…Metal oxide coatings created on implants by various methods of thermal oxidation protect the metal base from the corrosive effects inside the human body due to their electrochemical protective quality, thus significantly reducing the tendency of the implants to corrode [17][18][19][20][21][22][23][24][25]. Passivated, corrosion-resistant implants do not cause prolonged allergic reactions, nor do they have a toxicological effect on surrounding biostructures, which implies high biocompatibility of such implant products.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Obtaining Heterogeneous Oxide Coating on Chrome-Nickel Steel in Heating-Cooling Cycles in the Air

Rodionov¹,

Kuts²,

Perinskaya³

2017

Proceedings of the International Conference "Actual Issues of Mechanical Engineering" 2017 (AIME 2017)

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Abstract-We investigated an impact of technological conditions of oxidizing X12CrNiTi18-9 stainless steel implants in repeated heating-cooling cycles in the air on morphological features of resulting metal oxide coating. Our findings confirmed that generated coating had a high morphological heterogeneity of its surface structure with dimensional parameters in the microand nanometer range of values. The effect of structurally heterogeneous metal oxide coating on the osseointegration capacity of steel implant surface was experimentally established.Keywords-steel implants, thermal oxidation in the air, heatingcooling cycles, metal oxide coating, structural and morphological features of the surface

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Obtaining Heterogeneous Oxide Coating on Chrome-Nickel Steel in Heating-Cooling Cycles in the Air

Rodionov¹,

Kuts²,

Perinskaya³

2017

Proceedings of the International Conference "Actual Issues of Mechanical Engineering" 2017 (AIME 2017)

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“…For plasma nitriding of titanium and its alloys, it is possible to obtain dense TiN-Ti 2 N layers well adhered to the substrate (Lanning et al, 2004). The thickness of the surface layer is proportional to the treating temperature, and the thicker nitriding layer tends to provide better protection against wear (Faré et al, 2012). Galliano et al (2001) compared the tribocorrosion performance of the nitrided Ti6Al4V at different temperatures (700 and 900 °C) and pointed out the higher treating temperature may promote the tribocorrosion resistance due to formation of a thick nitride compound layer and a hardened sublayer.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Tribocorrosion studies of metallic biomaterials: The effect of plasma nitriding and DLC surface modifications

Zhao

Aune

Espallargаs

2016

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

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“…O consumo mundial de titânio mundial tem sido cada vez maior, sendo que a cada ano este aumento é de aproximadamente 8%. Porém, devido às suas baixas propriedades tribológicas, tratamentos superficiais -tais como diferentes tipos de nitretação -são recomendados para que seja possível o aumento de aplicações médicas e industriais (CLAROS et al,2008;FAROKHZADEH;EDRISY,2015;YETIM et al, 2009;YILDIZ et al, 2008).…”

Section: Lista De Tabelasunclassified

“…As ligas de titânio são bastante atrativas para aplicação em diversas áreas, pois possuem alto módulo de elasticidade, excelente resistência à corrosão e alta resistência à tração. A Tabela 1 apresenta as principais propriedades do titânio (FAROKHZADEH;EDRISY, 2015;OLIVEIRA, 2010;RAHMAN, et al,2007;SILVA, et al,1999). A transformação alotrópica acontece devido à variação da temperatura, provocando uma alteração no parâmetro de rede da célula unitária hexagonal compacta (HC), resultando em um aumento da distância interatômica e, assim, alterando a configuração de hexagonal compacta para cúbica de corpo centrado (CALLISTER, 2006;CASTRO, 2012;ZHECHEVA et al,2008).…”

Section: Lista De Tabelasunclassified

“…Os parâmetros de nitretação utilizados foram obtidos através do estudo de (ALMEIDA, 2017 SHIBATA et al 1993 Medidas de espessura da camada nitretada foram realizadas através do microscópio óptico. Vinte pontos de medições de espessura de camada foram Observa-se então uma coerência nos resultados de espessura de camadas deste trabalho quando comparados aos obtidos por outros autores (FAROKHZADEH;EDRISY, 2015;RAHMAN, et al,2007;YILDIZ et al,2008;ZHECHEVA et al,2008). Aumentos de rugosidade após a nitretação por plasma também foram encontrados por outros autores (CASSAR et al, 2011, ITOGA et al, 2003RAHMAN, et al ,2007;TOKAJI et al, 1993 A rugosidade, assim como a dureza e a espessura da camada crescem em função do aumento do tempo e da temperatura de tratamento (ALI; RAMAN,2010;FAROKHZADEH;EDRISY, 2015;HOSSEINI;AHMADI, 2011;MOLINARI et al,1997;YILDIZ et al,2008;ZHECHEVA et al,2008).…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

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Efeito da nitretação por plasma no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V

Castro¹

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Plasmas e Processos, onde foram feitas as nitretações a plasma, em especial ao Prof. Dr. Argemiro S. da Silva Sobrinho, Prof. Dr. Marcos Massi e Prof. Dr. Douglas Marcel Gonçalves Leite. À Dra. Gislene Martins do ITA pelos dias de companhia no reator, pelas caronas e conversas. À Escola de Engenharia Mackenzie, onde foram feitos os tratamentos térmicos. À pós-doutoranda Gisele Fabiane Costa Almeida pelo apoio e incentivo durante o mestrado, pelos conhecimentos divididos, acompanhamentos de diversas etapas deste trabalho e pela amizade. À doutoranda Camila Pucci Couto, pela amizade de longa data, grande incentivadora desse trabalho. Ao Mestre Mariano Castagnet pela ajuda no laboratório de ensaios mecânicos, revisão de diversos textos e apresentações e pela amizade. Ao Dr. Rene Ramos de Oliveira e Mestre Gleicy de Lima Xavier pela sempre disponibilidade, amizade e conversas. Ao Engenheiro Fabricio Mendes, pela usinagem dos corpos de prova de fadiga, e pela disponibilidade em ajudar sempre. Aos meus pais e marido, pois sem a ajuda e apoio deles, nada disso seria possível. "Nascer sabendo é uma limitação porque obriga a apenas repetir e, nunca, a criar, inovar, refazer, modificar. Quanto mais se nasce pronto, mais refém do que já se sabe e, portanto, do passado, aprender sempre é o que mais impede de que nos tornemos prisioneiros de situações que, por serem inéditas, não saberíamos enfrentar." Mario Sergio Cortella Palavras-chave: Liga de titânio Ti-6Al-4V, nitretação por plasma, fadiga ABSTRACT CASTRO, M.C.B. de. Nitriding plasma effect on Ti-6Al-4V fatigue behavior. 2018.X p. Tese (Mestrado em Tecnologia Nuclear) Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, São Paulo.The Ti-6Al-4V alloy presents excellent mechanical properties, low density, high toughness and corrosion resistance. However, surface treatments like plasma nitriding are widely used to improve the fatigue resistance of this alloy. Therefore, the aim of this work was to treat thermochemically Ti-6Al-4V alloy by means of plasma nitriding to verify its influence in fatigue properties and compare the results with the untreated ones. This surface treatment was performed with the purpose of retards the crack initiation. The plasma nitriding was performed in temperatures around 720°C for 4 hours, with a gas atmosphere N2, Ar and H2 (5:5:1). A heat treatment was made in the samples to obtain a Widmanstätten microstructure.The temperature used was 1050°C for 30 minutes. Microstructural characterizations of nitrided and non-nitrided samples were carried out using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The XRD results of the nitrided sample showed the presence of the α, β, Ɛ-Ti2N, and δ-TiN phases. These analyses revealed a surface layer rich in nitrides on the surface, followed by a diffusion layer of nitrogen in the matrix. The surface roughness was compared between the nitrided and non-nitrided layer, and it was observed that the roughness increased 61% after the plasma nitriding. Fatigue tests were performe...

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Properties of nitrided layers formed during plasma nitriding of commercially pure Ti and Ti–6Al–4V alloy

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Obtaining Heterogeneous Oxide Coating on Chrome-Nickel Steel in Heating-Cooling Cycles in the Air

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Tribocorrosion studies of metallic biomaterials: The effect of plasma nitriding and DLC surface modifications

Efeito da nitretação por plasma no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V

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