Structure and properties of titanium based layers produced using advanced methods.

Results of complex studies of surface layers produced on titanium alloys by means of glow discharge nitriding or carbonitriding (GDN) and laser modification (LM) by remelting using Nd: YAG or diode lasers in nitrogen environment and PLD method are presented. A fine grained microstructure of surface layers was formed in GDN. Application of N2+CH4 environment produced carbonitrides with about 27 at.% concentration of C in Ti(N,C) phase. Three phases of types: TiN, TiN0,3 and Ti2N were stated in surface layers produced using GDN. Application of laser remelting in nitrogen environment led to formation of TiN phase independent of the applied type of laser. Well developed dendrites of TiN were stated in the laser remelted layer. TEM studies performed on thin foils from the cross-section of the LM layer revealed: highly dislocated microstructure inside arms of dendrites, and in-between the plate elongated grains, cellular structure and even nanostructure. Residual stresses were measured using X-ray method and their value was related to the type of the applied technological process. Examinations of corrosion resistance using potentiodynamic polarisation method was conducted as well as wear resistance test and texture measurements.

---

Przedstawiono wyniki badań warstw wierzchnich wytworzonych na stopach tytanu z zastosowaniem: azoto- lub węglo-azotowania jarzeniowego i laserowej modyfikacji poprzez przetopienie laserem Nd:YAG lub diodowym w atmosferze azotu oraz metody PLD. Azotowanie jarzeniowe prowadziło do wytworzenia struktury drobnokrystalicznej zawierającej fazy: TiN, TiN0,3 i Ti2N. Węglo-azotowanie spowodowało pojawienie się węgloazotków Ti(N,C) z koncentracją około 27%at.C. Przetopienie laserowe w atmosferze azotu prowadziło do powstania fazy TiN niezależnie od zastosowanego typu lasera i parametrów procesu. Dobrze wykształcone dendryty fazy TiN obserwowano w przetopionej warstwie w obserwacjach SEM. Badania TEM na cienkich foliach z przekroju poprzecznego warstwy przetopionej laserem ujawniły cztery typy mikrostruktury: w obszarze ramion dendrytów strukturę o dużej gęstości dyslokacji (i), oraz pomiędzy ramionami: płytkowe wydłużone ziarna (ii), ziarna komórkowe (iii) i nanostrukturę (iv). Zmierzone wartości naprężeń własnych metodą rentgenowską zależały od zastosowanego procesu technologicznego. Wykonano pomiary odporności na korozję, odporności na zużycie tarciowe i tekstury.