Il titanio e le sue leghe vengono impiegati in molti settori industriali, grazie alle loro elevate caratteristiche meccaniche unite al basso peso specifico, alla resistenza alla corrosione in molti ambienti aggressivi e all'alta biocompatibilità; la scarsa resistenza all'usura costituisce però un limite alla loro utilizzazione. In conseguenza di ciò, numerosi trattamenti sono stati sviluppati negli ultimi anni, al fine di migliorare le proprietà tribologiche di questi materiali. Sfruttando l'elevata reattività che il titanio presenta con azoto, ossigeno e carbonio, attraverso processi di diffusione allo stato solido, è possibile realizzare riporti ceramici superficiali, caratterizzati da notevole durezza e ben agganciati alla matrice tenace. La possibilità di aggiungere ossigeno all'atmosfera del trattamento in scarica ionica non è stata studiata in modo approfondito. È noto che nei trattamenti termochimici effettuati in forni a circolazione d'aria l'elevata affinità del titanio per l'ossigeno inibisce la formazione di nitruri e di una soluzione solida di azoto in alfa-Ti: lo strato modificato risultante è costituito da uno strato più esterno di ossido ed uno strato più interno, in cui sono presenti cristalli di alfa-Ti ricchi di ossigeno. Soltanto utilizzando ben definiti parametri di trattamento è possibile ottenere strati modificati con elevate proprietà tribologiche. A causa dell'assenza in letteratura di informazioni complete ed estese sull'influenza dell'introduzione di ossigeno nell'atmosfera di trattamento della nitrurazione in scarica ionica, abbiamo ritenuto interessante intraprendere uno studio teso a determinare l'effetto dell'ossigeno sulla microstruttura e le proprietà meccaniche dei campioni trattati. A questo scopo, campioni di titanio commercialmente puro (c.p.) e di lega Ti-6Al-4V sono stati sottoposti a trattamento in scarica ionica, nell'intervallo di temperature 500-900 °C, per una durata variabile da 0.5 a 24 ore, in un'atmosfera contenente una concentrazione variabile di ossigeno, azoto e idrogeno. Allo scopo di verificare le modificazioni intervenute sulle caratteristiche chimico-fisiche microstrutturali, i campioni trattati sono stati esaminati mediante tecniche metallografiche in microscopia ottica ed elettronica a scansione (SEM), e diffrazione di raggi X. Dal punto di vista delle proprietà meccaniche, sono state effettuate misure di microdurezza e prove di resistenza ad usura per strisciamento “block-on-disk”.

Ossinitrurazione in scarica ionica di leghe di titanio / F. Borgioli. - (1999).

Ossinitrurazione in scarica ionica di leghe di titanio

BORGIOLI, FRANCESCA
1999

Abstract

Il titanio e le sue leghe vengono impiegati in molti settori industriali, grazie alle loro elevate caratteristiche meccaniche unite al basso peso specifico, alla resistenza alla corrosione in molti ambienti aggressivi e all'alta biocompatibilità; la scarsa resistenza all'usura costituisce però un limite alla loro utilizzazione. In conseguenza di ciò, numerosi trattamenti sono stati sviluppati negli ultimi anni, al fine di migliorare le proprietà tribologiche di questi materiali. Sfruttando l'elevata reattività che il titanio presenta con azoto, ossigeno e carbonio, attraverso processi di diffusione allo stato solido, è possibile realizzare riporti ceramici superficiali, caratterizzati da notevole durezza e ben agganciati alla matrice tenace. La possibilità di aggiungere ossigeno all'atmosfera del trattamento in scarica ionica non è stata studiata in modo approfondito. È noto che nei trattamenti termochimici effettuati in forni a circolazione d'aria l'elevata affinità del titanio per l'ossigeno inibisce la formazione di nitruri e di una soluzione solida di azoto in alfa-Ti: lo strato modificato risultante è costituito da uno strato più esterno di ossido ed uno strato più interno, in cui sono presenti cristalli di alfa-Ti ricchi di ossigeno. Soltanto utilizzando ben definiti parametri di trattamento è possibile ottenere strati modificati con elevate proprietà tribologiche. A causa dell'assenza in letteratura di informazioni complete ed estese sull'influenza dell'introduzione di ossigeno nell'atmosfera di trattamento della nitrurazione in scarica ionica, abbiamo ritenuto interessante intraprendere uno studio teso a determinare l'effetto dell'ossigeno sulla microstruttura e le proprietà meccaniche dei campioni trattati. A questo scopo, campioni di titanio commercialmente puro (c.p.) e di lega Ti-6Al-4V sono stati sottoposti a trattamento in scarica ionica, nell'intervallo di temperature 500-900 °C, per una durata variabile da 0.5 a 24 ore, in un'atmosfera contenente una concentrazione variabile di ossigeno, azoto e idrogeno. Allo scopo di verificare le modificazioni intervenute sulle caratteristiche chimico-fisiche microstrutturali, i campioni trattati sono stati esaminati mediante tecniche metallografiche in microscopia ottica ed elettronica a scansione (SEM), e diffrazione di raggi X. Dal punto di vista delle proprietà meccaniche, sono state effettuate misure di microdurezza e prove di resistenza ad usura per strisciamento “block-on-disk”.
1999
G. Pradelli
F. Borgioli
File in questo prodotto:
Non ci sono file associati a questo prodotto.

I documenti in FLORE sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificatore per citare o creare un link a questa risorsa: https://hdl.handle.net/2158/771619
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact