Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 18: Ionenimplantation IV

DS 18.2: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 14:15–14:30, S 5.1

Strukturelle Charakterisierung der Härtung von Ti-Al-V Legierungen nach Plasma-Immersions-Ionen-Implantation mit Stickstoff — •Florian Berberich, Wolfgang Matz, Ulrich Kreissig, Edgar Richter, Norbert Schell und Wolfhard Möller — Forschungszentrum Rossendorf, Postfach 510119, 01314 Dresden

Die Oberflächenhärte der weitverbreiteten Titanlegierung Ti-6Al-4V kann durch Stickstoffimplantation verbessert werden. Dieser Beitrag stellt eine komplexe Untersuchung der strukturellen Mechanismen der Härtung und deren Verlust bei höheren Temperaturen mit verschiedenen Methoden vor: Röntgenbeugung unter streifenden Einfallswinkel, in-situ Hochtemperaturdiffraktion mit Synchrotronstrahlung, ERDA, Härte- und Verschleißmessungen. Mittels der Plasma-Immersions-Ionen-Implantation wird direkt unter der Oberfläche Stickstoff deponiert. Die Bildung von feinkristallinem TiN wurde gefunden, jedoch steigerte sich die Härte nur um 40 %. Temperbehandlungen führten zur Zersetzung der TiN Phase und zur Bildung von Ti₂N tiefer im Material. Die Härte steigerte sich nach dem Tempern, verglichen mit der unimplantierten Probe, um den Faktor 2,5. Diese Steigerung wird durch eine Dispersionshärtung mit der Bildung von Titannitriden in verschiedenen Tiefen erklärt. Die in-situ Röntgendiffraktion der Phasenumwandlung gibt weiterreichende Informationen über den Temperaturbereich der Umwandlung.