ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
The behaviour of oxidation and precipitation hardening of very goldrich gold-titan alloysThe oxidation behavior of gold rich Au-Ti alloys with contents of titanium between 0.5 und 1.3 weight-% was investigated in synthetic and natural air in dependence on the oxidation temperature and time. A closed homogeneous layer of titanium oxid was not formed. The nucleation of TiO2 (Rutil) starts at prefered sites (grain boundaries, structure defects) below the surface of the alloys. The precipitations grow without formation a gapless cover of the grain boundaries. Between the precipitations the concentrations of titanium and oxygen are zero. The titanium is transported out of the interior of the specimen by volume diffusion. Based on an experimentally observed linear relationship between the oxygen uptake and the oxidation time the speed constants could be determined for 750°C, 825°C and 900°C. Between the natural logarithm of the speed constant and the reciprocal temperature a linear connection exists. For this reason it is possible to calculate the kinetics by a well-defined mathematical expression for the speed constant of the titanium oxidation in dependence on the titanium content and the oxidation temperature. The connection between the speed constant and the optical outfit of the surface is illustrated.Furthermore the precipitation hardening of the alloys at temperatures between 100°C and 700°C is described. A noticable increase of the hardness is already produced at relatively low temperatures. Whith increasing temperatures the hardness maximum is shifted to shorter times. With increasing titanium content the hardness maximum increases and it is obtained after shorter times. Cold working before the ageing, raises the hardness maximum and accelerates the precipitation. The precipitations are formed to little plates with high coherency to the matrix preferentialy at the grain boundaries. X-ray analysis sensitively responds to the kinetics of precipitation and gives reliable information about the concentration variations of the matrix. The results concerning the oxidation behavior and the precipitation hardening make it possible to find the conditions of an optimized heat treatment with high hardness but without negative changes of the surface.
Notes:
Das Oxydationsverhalten hochkarätiger Gold-Legierungen mit Titangehalten zwischen 0,5 und 1,3 Ma. -% Titan in synthetischer und natürlicher Luft wurde in Abhängigkeit von Oxydationstemperatur und Zeit untersucht. Es bildet sich keine geschlossene homogene Titanoxidschicht. Im oberflächennahen Bereich der Legierung entstehen TiO2-Ausscheidungen (Rutil) an bevorzugten Keimbildungsorten (Korngrenzen, Gefügedefekte), ohne jedoch eine lückenlose Belegung der Korngrenzen zu bilden. Zwischen den Ausscheidungen sind Titan- und Sauerstoffkonzentration gleich Null. Das Titan wird aus dem Probeninneren durch Volumendiffusion herantransportiert. Aus der experimentell ermittelten linearen Abhängigkeit der Sauerstoffaufnahme von der Oxydationszeit werden die Geschwindigkeitskonstanten für 750°C, 825°C und 900°C bestimmt. Zwischen dem natürlichen Logarithmus der Geschwindigkeitskonstanten und der reziproken Temperatur besteht ein linearer Zusammenhang. Damit wird die Kinetik mit einem mathematischen Ausdruck für die Geschwindigkeitskonstante in Abhängigkeit von Titangehalt und Temperatur quantifizierbar. Hieraus läßt sich der Zusammenhang Zwischen dieser Geschwindigkeitskonstanten und dem optischen Erscheinungsbild der oxydierten Legierungsoberfläche darstellen.Desweiteren wird das Aushärtungsverhalten der Legierungen bei Auslagerungstemperaturen zwischen 100°C und 700°C beschrieben. Bereits bei relativ niedrigen Temperaturen ist ein deutlicher Häteanstieg zu verzeichnen. Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Härtemaximum zu kürzeren Zeiten. Mit zunehmendem Titangehalt werden größere Maximalhärten nach kürzeren Zeiten erreicht. Eine Kaltverformung vor der Auslagerung erhöht die maximal erreichbare Härte und beschleunigt den Ausscheidungsvorgang. Die Ausscheidungen bilden sich in Form von Plättchen mit hohem Kohärenzgrad zur Matrix bevorzugt an den Korngrenzen. Die Röntgenbeugung reagiert empfindlich auf die Kinetik des Ausscheidungsvorganges und gibt zuverlässig über die Konzentrationsänderung in der Matrix Auskunft. Die Ergebnisse über das Oxydationsverhalten und die Ausscheidungshärtung ermöglichen eine Optimierung der Wärmebehandlung mit dem Ziel der Härtesteigerung ohne störende Oberflächenveränderung.
Additional Material:
19 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19950260909
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