In this paper, high temperature oxidation behavior of newly developed alloys, Ti-6Al-4Fe and Ti-6Al-1Fe, is examined. To understand the effect of Fe on the air oxidation behavior of the Ti-Al-Fe alloy system, thermal oxidation tests are carried out at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ for 96 hours. Ti-6Al-4V alloy is also prepared and tested under the same conditions for comparison with the developed alloys. The oxidation resistance of the Ti-Al-Fe alloy system is superior to that of Ti-6Al-4V alloy. Ti-6Al-4V shows the worst oxidation resistance for all test conditions. This is not a result of the addition of Fe, but rather it is due to the elimination of V, which has deleterious effects on high temperature oxidation. The oxidation of the Ti-Al-Fe alloy system follows the parabolic rate law. At $700^{\circ}C$, Fe addition does not have a noticeable influence on the amount of weight gain of all specimens. However, at $800^{\circ}C$, Ti-6Al-4Fe alloy shows remarkable degradation compared to Ti-6Al-1Fe and Ti-6Al. It is discovered that the formation of $Al_2O_3$, a diffusion resistance layer, is remarkably hindered by a relative decrease of the ${\alpha}$ volume fraction. This is because Fe addition increases the volume fraction of ${\beta}$ phase within the Ti-6Al-xFe alloy system. Activities of Al, Ti, and Fe with respect to the formation of oxide layers are calculated and analyzed to explore the oxidation mechanism.
The present study makes three original contributions to nanoskinned Ti-6Al-4V materials. The nanoskins were fabricated on Ti-6Al-4V material using various surface treatments: deep rolling (DR), laser shot peening (LSP), and ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM). These surface treatments are newly developed techniques and are becoming more popular in industrial fields. A fatigue strength comparison at up to 106 cycles was conducted on these nanoskinned Ti-6Al-4V materials. Fatigue tests were carried out using MTS under axial loading tension-compression fatigue (R = -1, RT, 5 Hz, sinusoidal wave). The analysis of the crack initiation patterns in the nanoskinned Ti-6Al-4V materials found an interior originating crack pattern and surface originating crack type. Microscopic observation was mainly used to investigate the fatigue fractured sites. These surface modification techniques have been widely adopted, primarily because of the robust grade of their mechanical properties. These are mainly the result of the formation of a large-scale, deep, and useful compressive residual stress, the formation of nanocrystals by the severe plastic deformation (SPD) at the subsurface layer, and the increase in surface hardness.
The surface-reacted layer of titanium castings greatly affects their mechanical properties. This study analyzed the interfacial zone of Ti-20%Zr-5%Cr alloy castings obtained from phosphate bonded investment and examined the relationship between the surface-reacted layer and hardness. The Vickers hardness of cast disks were tested at 20$\mu m$ intervals from the surface to 120$\mu m$ in depth. The cross-section was observed metallurgically, and line profile of the reacted layer was conducted under the EDX. The surface-reacted layer of Ti-20%Zr-5%Cr alloy is showed a similar tendency to Ti-6%Al-4%V alloy in thickness, and also Si diffusion in multiple reacted layer of Ti-20%Zr-5%Cr alloy is less than cp Ti and similar to Ti-6%Al-4%V alloy. The Vickers hardness in the surface layer was greater than in the inner part, and the Vickers hardness of Ti-20%Zr-5%Cr alloy ranged 650 to 390 and cp Ti ranged 810 to 160, Ti-6%Al-4%V alloy ranged 710 to 530 respectively.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
/
제4권1호
/
pp.1-12
/
2000
This study summarizes the numerical analyses of a Ti alloy deformation under a back extrusion process. Amongst metallic parts in a small propulsion motor case, a Ti-6Al-4V alloy is used extensively. However, the Ti alloy shows a great deal of shear band formation which often leads to a fracture due to a narrow working temperature window. Moreover, the shear band tends to develop over an area where a contact occurs between the hot work piece and the die wall, due to localized cooling. Thus, heating the dies is often required to overcome the deformation localization. Therefore, it becomes necessary to investigate the internal temperature and strain rate distribution during forging process of a Ti alloy. Furthermore, a shear band analysis is peformed using a finite difference scheme and a comparison is made between steel and Ti alloy.
Ji-Won Kim;Jeong-Yeon Park;Min Gang;Ji-Hwan Park;Dong-Geun Lee
Journal of the Korean Society for Heat Treatment
/
제36권3호
/
pp.145-152
/
2023
β titanium alloys containing β stabilizing elements such as V, Nb, Ta, Mo and Fe are widely used etc, due to their excellent specific strength, corrosion resistance, fatigue strength and easy formability. New metastable β titanium alloys are developed containing low-cost elements (Mo and Fe) in this study. Fe element is a strong β-stabilizer which can affect the mechanical and electrochemical properties of Ti-5Mo-xFe (x = 1, 4 wt%) alloys. These properties were analyzed in connection with microstructure and phase distribution. Ti-5Mo-4Fe alloy showed higher compression yield stress and maximum stress than Ti-5Mo-1Fe alloy due to solid-solution hardening and grain refinement hardening effect. As Fe element increased, Fe oxide formation and reduction of ${\bar{Bo}}$ (bond order) value affect the decrease of corrosion resistance. Ti-5Mo-xFe alloys were more excellent than Ti-6Al-4V ELI alloy.
In this study, we have investigated the surface morphology of hydroxyapatite (HA) coated Ti alloy surface using pulsed laser plating. The HA (tooth ash) films were grown by pulsed KrF excimer laser, film surfaces were analyzed for topology, chemical composition, crystal structure and electrochemical behavior. The Ti-6Al-4V alloy showed ${\alpha}$ and ${\beta}$ phase, Cp-Ti showed ${\alpha}$ phase and the HA coated surface showed HA and Ti alloy peaks. The HA coating layer was formed with $1-2{\mu}m$ droplets and grain-like particles, particles which were smaller than the HA target particle, and the composition of the HA coatings were composed of Ca and P. From the electrochemical test, the pitting potential (1580 mV) of HA coated Ti-6Al-4V alloy was higher than those of Cp-Ti (1060 mV) and HA coated Cp-Ti (1350 mV). The HA coated samples showed a lower current density than non-HA coated samples, whereas, the polarization resistance of HA coated samples showed a high value compared to non-HA coated samples.
Additively manufactured titanium alloy is one of the promising materials in advanced medical industries. However, these additively manufactured alloys show corrosion properties different from those of conventional materials due to their unique microstructure. In this study, the effect of surface roughness and masking conditions on the results of the potentiodynamic polarization tests on additively manufactured or conventional Ti-6Al-4V alloys in artificial saliva solution with or without fluoride was investigated. The results showed that the corrosion potential was slightly lower with a flat cell with an O-ring than with masking tape. The corrosion rate was decreased with decreases in the surface roughness. Localized corrosion involving delamination of the surface layer occurred at 7 ~ 9 V (SSC) on the additively manufactured alloy in solution with or without fluoride when the samples were finished with 1000-grit SiC paper, whereas localized corrosion was not observed in the specimens finished with 1-㎛ alumina paste.
Chemical agents such as minocycline (MC) and citric acid (CA) were suggested in the treatment of contaminated implant surface. In this study, MC-HCl treatment was performed to enhance surface characteristics of titanium alloy surface. The purpose of this study was to assess the characteristics and the biocompatibility of Ti-6Al-4V surface treated by MC. Alpha-beta titanium alloy (Ti-6Al-4V) samples were prepared and they were divided into 6 groups according to chemical concentration and treatment time. These groups include 1) group I, non-treated smooth titanium alloy; 2) group II, MC 1.5 mg/mL for 1 hour; 3) group III, MC 1.5 mg/mL for 24 hours; 4) group IV, MC 15 mg/mL for 10 minutes; 5) group V, MC 100 mg/mL for 5 minutes; 6) group VI, pH1 CA for 3 minutes. The analysis of the surface characteristics of MC-treated titanium alloy was executed using scanning electron microscopy, roughness test, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Cell adhesion and MTT assay was done using MC3T3 cell. Titanium surfaces treated with MC indicated a more smoothened surface microstructure. For group II and III, the new peaks of rutile TiO2 were found. Group II and V have more basic group of Ti-OH form in XPS. In MTT assay, all MC-treated groups showed significantly higher cell viability compared to control. The surface roughness, crystal structure, surface hydrophilicity, cell viability of smooth titanium surface was improved by MC treatment. Compared with the control experiment and CA-treated group, smooth titanium surface treated with MC showed improved surface characteristics and cell biocompatibility.
This study examined the crystallographic and magnetic properties of vanadium-substituted lithium cobalt titanium ferrite, $Li_{0.7}Co_{0.2}Ti_{0.2}V_{0.2}Fe_{1.7}O_4$. Ferrite was synthesized using a conventional ceramic method. The samples annealed below $1040^{\circ}C$ showed X-ray diffraction peaks for spinel and other phases. However, the sample annealed above $1040^{\circ}C$ showed a single spinel phase. The lattice constant of the sample was $8.351\;{\AA}$, which was relatively unaffected by vanadium-substitution. The average grain size after vanadium-substitution was $13.90\;{\mu}m$, as determined by scanning electron microscopy. The M$\ddot{o}$ssbauer spectrum could be fitted to two Zeeman sextets, which is the typical spinel ferrite spectra of $Fe^{3+}$ with A and B sites, and one doublet. From the absorption area ratio of the M$\ddot{o}$ssbauer spectrum, the cation distribution was found to be ($Co_{0.2}V_{0.2}Fe_{0.6})[Li_{0.7}Ti_{0.2}Fe_{1.1}]O_4$. Vibrating sample magnetometry revealed a saturation magnetization and coercivity of 36.9 emu/g and 88.6 Oe, respectively, which were decreased by vanadium-substitution.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
/
제17권4호
/
pp.413-421
/
2014
Since the structural temperature of a flight vehicle flying at high speed rises rapidly due to aerodynamic heating, it is necessary for optimum structural design to obtain proper material properties at high temperature by taking into account of its operational environment. For a special alloy, analysis data on strength change due to exposure time to high temperature are very limited, and most of them are for an exposure time longer than 30 minutes for long term operations. In this study, base and weld metal samples of Ti-6Al-4V alloy had been prepared and high temperature tensile tests with induction heating were performed, and then high temperature strength characteristics and strength recovery characteristics through cooling have been analyzed. Pre-tests to determine maximum heating rate were performed, and response characteristics for temperature control were confirmed. As a result, high temperature tensile strength appeared to be lower than that of room temperature, but it was higher than that of high temperature of 30 minite exposure listed in MMPDS. In strength recovery through cooling Ti-6Al-4V alloy has shown higher recovery rate compared with other alloys.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.