Laser heat treatment of titanium GRADE 1 with iron‐nickel powder. Issue 5 (9th May 2019)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Wiśniowski, M.; Tański, T.; Janicki, D.
• Is Part Of: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Volume 50:Issue 5(2019:May)
• Page Start: 509
• Page End: 518
• Publication Date: 2019-05-09
• Subjects: Titanium -- laser -- heat treatment -- FeNi; Titan -- Laser -- Wärmebehandlung -- FeNi; Materials -- Periodicals; Materials -- Testing -- Periodicals; 620.1
• DOI: 10.1002/mawe.201900020
• Languages: English
• ISSNs: 0933-5137

Abstract

Abstract: Titanium alloys thanks to their low density and high mechanical properties are a group of materials that are being used willingly nowadays. A promising method of titanium heat treatment is laser alloying. Process parameters like laser beam power, its traverse speed, amount of alloying elements and shield gas, have influence on the resulting material. Different chemical composition and morphology can be achieved resulting in a change of properties on the surface of the material. The paper presents the investigation of titanium GRADE 1 processed with iron‐nickel powder using laser alloying. The treatment was performed using a high power diode laser. Different laser beam power values were used. Treatment resulted in obtaining good‐adhere, porous‐free, uniform composite material with no cracks. Formation of new phases and solid solution was the reason why it was possible to achieve an increase in microhardness on the surface. Light microscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive X‐ray spectroscopy examination, microhardness results and X‐ray diffraction are presented within the paper. Translation abstract: Titanlegierungen sind aufgrund ihrer geringen Dichte und ihrer hohen mechanischen Eigenschaften eine Werkstoffgruppe, die heute gerne verwendet wird. Ein vielversprechendes Verfahren zur Wärmebehandlung von Titan ist das Laserstrahllegieren. Prozessparameter wie die Leistung des Laserstrahls, die Verfahrgeschwindigkeit, die Menge der Legierungselemente und das Schutzgas beeinflussen das resultierende Material. Eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung und Morphologie kann erreicht werden, was zu einer Änderung der Eigenschaften der Materialoberfläche führt. In dem Artikel wird die Untersuchung von mit FeNi‐Pulver unter Verwendung von Laserlegierung verarbeitetem Titan‐GRADE 1 vorgestellt. Die Behandlung wurde unter Verwendung eines Hochleistungsdiodenlasers durchgeführt. Es wurden unterschiedliche Laserstrahlleistungswerte verwendet. Die Behandlung führte dazu, dass ein gut haftender, poröser, einheitlicher Verbundwerkstoff ohne Risse erhalten wurde. Die Bildung neuer Phasen und fester Lösungen war der Grund, warum eine Erhöhung der Mikrohärte auf der Oberfläche erreicht werden konnte. In der Arbeit werden Ergebnisse aus Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie‐Untersuchung, Mikrohärte und Röntgenstrahlenbeugungsanalyse vorgestellt.