Ilbes reżistenza ta ' l-istainless steel tal-manifattura ta ' l-addittiv martensitic tal-karbonju għoli

Grazzi talli żort Nature.com.Qed tuża verżjoni tal-browser b'appoġġ limitat CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Sliders li juru tliet artikoli għal kull slide.Uża l-buttuni ta 'wara u li jmiss biex timxi permezz tal-pjastri, jew il-buttuni tal-kontrollur tas-slajds fl-aħħar biex tiċċaqlaq minn kull slide.

ASTM A240 304 316 Pjanċa tal-Ħxuna Medja tal-Azzar li ma jsaddadx Tista 'Tkun Maqtugħa U Personalizzata Prezz tal-Fabbrika taċ-Ċina

Grad tal-Materjal: 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Tip: Ferritiku, Austenite, Martensite, Duplex
Teknoloġija: Cold Rolled u Hot Rolled
Ċertifikazzjonijiet: ISO9001, CE, SGS kull sena
Servizz: Ittestjar minn parti terza
Kunsinna: fi żmien 10-15-il jum jew meta wieħed iqis il-kwantità

L-istainless steel huwa liga tal-ħadid li għandha kontenut minimu ta 'Kromju ta' 10.5 fil-mija.Il-kontenut tal-Kromju jipproduċi film irqiq tal-ossidu tal-kromju fuq il-wiċċ tal-azzar imsejjaħ saff ta 'passivazzjoni.Dan is-saff jipprevjeni l-korrużjoni milli sseħħ fuq il-wiċċ tal-azzar;iktar ma jkun kbir l-ammont ta 'Kromju fl-azzar, akbar tkun ir-reżistenza għall-korrużjoni.

 

L-azzar fih ukoll ammonti varji ta 'elementi oħra bħall-Karbonju, Silikon u Manganiż.Jistgħu jiżdiedu elementi oħra biex tiżdied ir-reżistenza għall-korrużjoni (Nikil) u l-formabilità (Molibdenu).

 

Provvista ta' Materjal:                        

ASTM/ASME
Grad

MT Grad

Komponent Kimiku %

C

Cr

Ni

Mn

P S Mo Si Cu N Oħrajn

201

≤0.15

16.00-18.00

3.50-5.50

5.50–7.50

≤0.060 ≤0.030 - ≤1.00 - ≤0.25 -

301

1.4310

≤0.15

16.00-18.00

6.00-8.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤1.00 -

0.1

-

304

1.4301

≤0.08

18.00-20.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - -

304L

1.4307

≤0.030

18.00-20.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - -

304H

1.4948

0.04 ~ 0.10

18.00-20.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - -

309S

1.4828

≤0.08

22.00-24.00

12.00-15.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - -

309H

0.04 ~ 0.10

22.00-24.00

12.00-15.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - -

310S

1.4842

≤0.08

24.00-26.00

19.00-22.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤1.5 - - -

310H

1.4821

0.04 ~ 0.10

24.00-26.00

19.00-22.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤1.5 - - -

316

1.4401

≤0.08

16.00-18.50

10.00-14.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 2.00-3.00 ≤0.75 - - -

316L

1.4404

≤0.030

16.00-18.00

10.00-14.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 2.00-3.00 ≤0.75 - - -

316H

0.04 ~ 0.10

16.00-18.00

10.00-14.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 2.00-3.00 ≤0.75 - 0.10-0.22 -

316Ti

1.4571

≤0.08

16.00-18.50

10.00-14.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 2.00-3.00 ≤0.75 - - Ti5(C+N)~0.7

317L

1.4438

≤0.03

18.00-20.00

11.00-15.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 3.00-4.00 ≤0.75 -

0.1

-

321

1.4541

≤0.08

17.00-19.00

9.00-12.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 -

0.1

Ti5(C+N)~0.7

321H

1.494

0.04 ~ 0.10

17.00-19.00

9.00-12.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 -

0.1

Ti4(C+N)~0.7

347

1.4550

≤0.08

17.00-19.00

9.00-13.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - Nb≥10 * C% -1.0

347H

1.4942

0.04 ~ 0.10

17.00-19.00

9.00-13.00

≤2.00

≤0.045 ≤0.030 - ≤0.75 - - Nb≥8 * C% -1.0

409

S40900

≤0.03

10.50-11.70

0.5

≤1.00

≤0.040 ≤0.020 - ≤1.00 - 0.03 Ti6(C+N)-0.5 Nb0.17

410

1Cr13

0.08 ~ 0.15

11.50-13.50

-

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 - - -

420

2Cr13

≥0.15

12.00-14.00

-

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 - - -

430

S43000

≤0.12

16.00-18.00

0.75

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 - - -

431

1Cr17Ni2

≤0.2

15.00-17.00

1.25-2.50

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 - - -

440C

11Cr17

0.95-1.20

16.00-18.00

-

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 0.75 ≤1.00 - - -

17-4PH

630/1.4542

≤0.07

15.50-17.50

3.00-5.00

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 3.00-5.00 - Nb+Ta:0.15-0.45

17-7PH

631

≤0.09

16.00-18.00

6.50-7.50

≤1.00

≤0.040 ≤0.030 - ≤1.00 - - Al 0.75-1.50
provvista tad-daqs:            
3 3 * 1000 * 2000 3*1219*2438 3 * 1500 * 3000   3 * 1500 * 6000  
4 4 * 1000 * 2000 4*1219*2438 4 * 1500 * 3000   4 * 1500 * 6000  
5 5 * 1000 * 2000 5*1219*2438 5 * 1500 * 3000   5 * 1500 * 6000  
6 6 * 1000 * 2000 6*1219*2438 6 * 1500 * 3000   6 * 1500 * 6000  
7 7 * 1000 * 2000 7*1219*2438 7 * 1500 * 3000   7 * 1500 * 6000  
8 8 * 1000 * 2000 8*1219*2438 8 * 1500 * 3000   8 * 1500 * 6000  
9 9 * 1000 * 2000 9*1219*2438 9 * 1500 * 3000   9 * 1500 * 6000  
10.0 10 * 1000 * 2000 10*1219*2438 10 * 1500 * 3000   10 * 1500 * 6000  
12.0 12 * 1000 * 2000 12*1219*2438 12 * 1500 * 3000   12 * 1500 * 6000  
14.0 14 * 1000 * 2000 14*1219*2438 14 * 1500 * 3000   14 * 1500 * 6000  
16.0 16 * 1000 * 2000 16*1219*2438 14 * 1500 * 3000   14 * 1500 * 6000  
18.0 18 * 1000 * 2000 18*1219*2438 18 * 1500 * 3000   18 * 1500 * 6000  
20 20 * 1000 * 2000 20*1219*2438 20 * 1500 * 3000   20 * 1500 * 6000

O1CN014cXwjT1bnAT5PF0JU_!!2071823509 (2) O1CN012eTZZY1SJ5uc4g3i4_!!4018162225 O1CN01Xl03nW1LPK7Es9Vpz_!!2912071291 O1CN01Xl03nW1LPK7Es9Vpz_!!2912071291 (1)

Imġieba ta' azzar li ma jissaddadx martensitiku b'karbonju għoli (HCMSS) li jikkonsisti f'madwar 22.5 vol.% karburi b'kontenut għoli ta 'kromju (Cr) u vanadju (V), ġie ffissat permezz ta' tidwib tar-raġġ ta 'elettroni (EBM).Il-mikrostruttura hija magħmula minn fażijiet ta 'martensite u austenite residwu, submicron high V u micron high Cr karburi huma mqassma b'mod uniformi, u l-ebusija hija relattivament għolja.Il-CoF jonqos b'madwar 14.1% biż-żieda tat-tagħbija fi stat stabbli minħabba t-trasferiment tal-materjal mill-korsa milbusa għall-ġisem oppost.Meta mqabbel ma 'azzar tal-għodda martensitiku ttrattat bl-istess mod, ir-rata ta' xedd ta 'HCMSS hija kważi l-istess f'tagħbijiet applikati baxxi.Il-mekkaniżmu tal-ilbies dominanti huwa t-tneħħija tal-matriċi tal-azzar permezz tal-brix segwita mill-ossidazzjoni tal-mogħdija tal-ilbies, filwaqt li l-ilbies li joborxu bi tliet komponenti jseħħ b'tagħbija dejjem tiżdied.Żoni ta 'deformazzjoni tal-plastik taħt iċ-ċikatriċi tal-ilbies identifikati mill-immappjar tal-ebusija trasversali.Fenomeni speċifiċi li jseħħu hekk kif jiżdiedu l-kundizzjonijiet tal-ilbies huma deskritti bħala qsim tal-karbur, tqattigħ għoli tal-karbur tal-vanadju, u qsim tad-die.Din ir-riċerka titfa 'dawl fuq il-karatteristiċi tal-ilbies tal-manifattura tal-addittivi tal-HCMSS, li tista' twitti t-triq għall-produzzjoni ta 'komponenti EBM għal applikazzjonijiet tal-ilbies li jvarjaw minn xaftijiet għal forom tal-injezzjoni tal-plastik.
L-azzar li ma jsaddadx (SS) huwa familja versatili ta 'azzar użat ħafna fl-aerospazju, karozzi, ikel u ħafna applikazzjonijiet oħra minħabba r-reżistenza għolja għall-korrużjoni tagħhom u l-proprjetajiet mekkaniċi xierqa1,2,3.Ir-reżistenza għolja għall-korrużjoni tagħhom hija dovuta għall-kontenut għoli ta 'kromju (aktar minn 11.5 wt. %) f'HC, li jikkontribwixxi għall-formazzjoni ta' film ta 'ossidu b'kontenut għoli ta' kromju fuq il-wiċċ1.Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-gradi tal-istainless steel għandhom kontenut baxx ta 'karbonju u għalhekk għandhom ebusija u reżistenza għall-ilbies limitati, li jirriżultaw f'ħajja ta' servizz imnaqqsa f'apparati relatati mal-ilbies bħal komponenti tal-inżul aerospazjali4.Normalment għandhom ebusija baxxa (fil-medda ta '180 sa 450 HV), biss xi azzar li ma jissaddadx martensitic ittrattat bis-sħana għandhom ebusija għolja (sa 700 HV) u kontenut għoli ta' karbonju (sa 1.2 wt%), li jistgħu jikkontribwixxu għall- formazzjoni ta' martensite.1. Fil-qosor, kontenut għoli ta 'karbonju jbaxxi t-temperatura tat-trasformazzjoni martensitika, li jippermetti l-formazzjoni ta' mikrostruttura martensitika kompletament u l-akkwist ta 'mikrostruttura reżistenti għall-ilbies b'rati għoljin ta' tkessiħ.Fażijiet iebsa (eż., karburi) jistgħu jiġu miżjuda mal-matriċi tal-azzar biex itejbu aktar ir-reżistenza għall-ilbies tad-die.
L-introduzzjoni tal-manifattura addittiva (AM) tista 'tipproduċi materjali ġodda b'kompożizzjoni mixtieqa, karatteristiċi mikrostrutturali, u proprjetajiet mekkaniċi superjuri5,6.Pereżempju, it-tidwib tas-sodda tat-trab (PBF), wieħed mill-proċessi tal-iwweldjar bl-addittivi l-aktar kummerċjalizzati, jinvolvi d-depożizzjoni ta 'trabijiet pre-ligati biex jiffurmaw partijiet iffurmati mill-qrib billi jiddewweb it-trab bl-użu ta' sorsi tas-sħana bħal lejżers jew raġġi tal-elettroni7.Diversi studji wrew li l-partijiet tal-istainless steel maħdumin b'mod addittiv jistgħu jaqbżu l-partijiet magħmula tradizzjonalment.Pereżempju, azzar inossidabbli awstenitiku soġġett għal proċessar addittiv intwera li għandu proprjetajiet mekkaniċi superjuri minħabba l-mikrostruttura ifjen tagħhom (jiġifieri relazzjonijiet Hall-Petch)3,8,9.It-trattament bis-sħana tal-istainless steel ferritiku trattat bl-AM jipproduċi preċipitati addizzjonali li jipprovdu proprjetajiet mekkaniċi simili għall-kontropartijiet konvenzjonali tagħhom3,10.Azzar li ma jissaddadx bi fażi doppja adottat b'saħħa u ebusija għolja, ipproċessat permezz ta 'proċessar addittiv, fejn proprjetajiet mekkaniċi mtejba huma dovuti għal fażijiet intermetalliċi b'ħafna kromju fil-mikrostruttura11.Barra minn hekk, proprjetajiet mekkaniċi mtejba ta ' l-addittiv mwebbsa martensitic u PH stainless steel jistgħu jinkisbu billi jikkontrollaw awstenite miżmuma fil-mikrostruttura u l-ottimizzazzjoni makkinar u l-parametri tat-trattament tas-sħana 3,12,13,14.
Sal-lum, il-proprjetajiet triboloġiċi ta 'l-istainless steel austenitic AM irċevew aktar attenzjoni minn azzar inossidabbli ieħor.L-imġieba triboloġika tat-tidwib tal-lejżer f'saff ta 'trab (L-PBF) ittrattat bi 316L ġiet studjata bħala funzjoni tal-parametri tal-ipproċessar AM.Intwera li l-minimizzazzjoni tal-porożità billi tnaqqas il-veloċità tal-iskannjar jew tiżdied il-qawwa tal-lejżer tista 'ttejjeb ir-reżistenza għall-ilbies15,16.Li et al.17 ttestjaw jilbsu li jiżżerżqu niexef taħt diversi parametri (tagħbija, frekwenza u temperatura) u wrew li l-ilbies tat-temperatura tal-kamra huwa l-mekkaniżmu ewlieni tal-ilbies, filwaqt li tiżdied il-veloċità li tiżżerżaq u t-temperatura tippromwovi l-ossidazzjoni.Is-saff tal-ossidu li jirriżulta jiżgura t-tħaddim tal-bearing, il-frizzjoni tonqos b'żieda fit-temperatura, u r-rata tal-ilbies tiżdied f'temperaturi ogħla.Fi studji oħra, iż-żieda ta 'partiċelli TiC18, TiB219 u SiC20 ma' matriċi 316L ittrattata L-PBF tejbet ir-reżistenza għall-ilbies billi tifforma saff ta 'frizzjoni dens imwebbes b'żieda fil-frazzjoni tal-volum ta' partiċelli iebsa.Ġie osservat ukoll saff ta 'ossidu protettiv fl-azzar PH ittrattat L-PBF12 u l-azzar duplex SS11, li jindika li l-limitazzjoni ta' austenite miżmuma permezz ta 'trattament ta' wara s-sħana12 jista 'jtejjeb ir-reżistenza għall-ilbies.Kif fil-qosor hawn, il-letteratura hija ffukata prinċipalment fuq il-prestazzjoni triboloġika tas-serje 316L SS, filwaqt li ftit hemm dejta dwar il-prestazzjoni triboloġika ta 'serje ta' azzar li ma jissaddadx manifatturati b'mod addittiv martensitiku b'kontenut ta 'karbonju ħafna ogħla.
Electron Beam Melting (EBM) hija teknika simili għal L-PBF li kapaċi tifforma mikrostrutturi b'karburi refrattorji bħal karburi ta' vanadju u kromju għoljin minħabba l-kapaċità tagħha li tilħaq temperaturi ogħla u rati ta' skannjar 21, 22. Letteratura eżistenti dwar l-ipproċessar EBM ta 'l-istainless steel l-azzar huwa ffokat prinċipalment fuq id-determinazzjoni tal-aħjar parametri tal-ipproċessar tal-ELM biex tinkiseb mikrostruttura mingħajr xquq u pori u ttejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi23, 24, 25, 26, filwaqt li taħdem fuq il-proprjetajiet triboloġiċi tal-istainless steel ittrattat EBM.S'issa, il-mekkaniżmu tal-ilbies ta 'l-istainless steel martensitic b'ħafna karbonju trattat b'ELR ġie studjat taħt kundizzjonijiet limitati, u deformazzjoni severa tal-plastik ġiet irrappurtata li sseħħ taħt kundizzjonijiet li joborxu (test ta' sandpaper), niexfa, u tajn-erożjoni27.
Dan l-istudju investiga r-reżistenza għall-ilbies u l-proprjetajiet ta 'frizzjoni ta' azzar li ma jissaddadx martensitiku b'karbonju għoli trattat b'ELR taħt kundizzjonijiet niexfa li jiżżerżqu deskritti hawn taħt.L-ewwel, il-karatteristiċi mikrostrutturali ġew ikkaratterizzati bl-użu ta 'mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM), spettroskopija tar-raġġi-X li jxerred l-enerġija (EDX), diffrazzjoni tar-raġġi X u analiżi tal-immaġni.Id-dejta miksuba b'dawn il-metodi mbagħad tintuża bħala l-bażi għall-osservazzjonijiet tal-imġieba triboloġika permezz ta 'testijiet reċiprokati niexfa taħt tagħbijiet varji, u finalment il-morfoloġija tal-wiċċ milbus hija eżaminata bl-użu ta' profilometri SEM-EDX u laser.Ir-rata ta 'xedd kienet kwantifikata u mqabbla ma' azzar tal-għodda martensitiku ttrattat b'mod simili.Dan sar sabiex tinħoloq bażi għat-tqabbil ta’ din is-sistema SS ma’ sistemi ta’ ilbies li jintużaw aktar b’mod komuni bl-istess tip ta’ trattament.Fl-aħħarnett, mappa ta 'sezzjoni trasversali tal-mogħdija tal-ilbies hija murija bl-użu ta' algoritmu ta 'mapping tal-ebusija li jiżvela d-deformazzjoni tal-plastik li sseħħ waqt il-kuntatt.Għandu jiġi nnutat li t-testijiet triboloġiċi għal dan l-istudju saru biex jifhmu aħjar il-proprjetajiet triboloġiċi ta 'dan il-materjal ġdid, u mhux biex jissimulaw applikazzjoni speċifika.Dan l-istudju jikkontribwixxi għal fehim aħjar tal-proprjetajiet triboloġiċi ta 'azzar li ma jissaddadx martensitiku ġdid prodott b'mod addittiv għal applikazzjonijiet ta' xedd li jeħtieġu tħaddim f'ambjenti ħarxa.
Kampjuni ta 'azzar li ma jissaddadx martensitiku b'karbonju għoli (HCMSS) ittrattat b'ELR taħt l-isem tad-ditta Vibenite® 350 ġew żviluppati u fornuti minn VBN Components AB, l-Isvezja.Il-kompożizzjoni kimika nominali tal-kampjun: 1.9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (wt.%).L-ewwel, kampjuni niexfa li jiżżerżqu (40 mm × 20 mm × 5 mm) saru mill-kampjuni rettangolari miksuba (42 mm × 22 mm × 7 mm) mingħajr ebda trattament ta 'wara termali bl-użu ta' makkinar ta 'discharge elettrika (EDM).Imbagħad il-kampjuni ġew suċċessivament mitħunin b'sandpaper SiC b'daqs tal-qamħ ta '240 sa 2400 R biex tinkiseb ħruxija tal-wiċċ (Ra) ta' madwar 0.15 μm.Barra minn hekk, kampjuni ta 'azzar ta' għodda martensitic b'karbonju għoli trattat EBM (HCMTS) b'kompożizzjoni kimika nominali ta '1.5 C, 4.0 Cr, 2.5 Mo, 2.5 W, 4.0 V, 85.5 Fe (wt. .%) (kummerċjalment magħrufa bħala Vibenite® 150) Ippreparat ukoll bl-istess mod.L-HCMTS fih 8% karburi bil-volum u jintuża biss biex iqabbel id-dejta tar-rata tal-ilbies tal-HCMSS.
Il-karatterizzazzjoni mikrostrutturali ta' HCMSS twettqet bl-użu ta' SEM (FEI Quanta 250, USA) mgħammar b'ditekter XMax80 li jxerred l-enerġija X-ray (EDX) minn Oxford Instruments.Tliet fotomikrografiji każwali li fihom 3500 µm2 ttieħdu fil-modalità ta' elettroni backscatered (BSE) u mbagħad ġew analizzati bl-użu ta' analiżi ta' immaġini (ImageJ®)28 biex tiġi ddeterminata l-frazzjoni taż-żona (jiġifieri l-frazzjoni tal-volum), id-daqs u l-għamla.Minħabba l-morfoloġija karatteristika osservata, il-frazzjoni taż-żona ttieħdet daqs il-frazzjoni tal-volum.Barra minn hekk, il-fattur tal-forma tal-karburi huwa kkalkulat bl-użu tal-ekwazzjoni tal-fattur tal-forma (Shfa):
Hawnhekk Ai hija l-erja tal-karbur (µm2) u Pi huwa l-perimetru tal-karbur (µm)29.Biex tidentifika l-fażijiet, id-diffrazzjoni tar-raġġi X tat-trab (XRD) saret bl-użu ta 'diffrattometru tar-raġġi X (Bruker D8 Discover b'ditekter tal-istrixxa LynxEye 1D) b'radjazzjoni Co-Kα (λ = 1.79026 Å).Skennja l-kampjun fuq il-medda 2θ minn 35° sa 130° b'daqs ta 'pass ta' 0.02° u ħin ta 'pass ta' 2 sekondi.Id-dejta XRD ġiet analizzata bl-użu tas-softwer Diffract.EVA, li aġġorna d-database kristallografika fl-2021. Barra minn hekk, intuża tester tal-ebusija Vickers (Struers Durascan 80, l-Awstrija) biex tiddetermina l-mikroebusija.Skont l-istandard ASTM E384-17 30, saru 30 stampar fuq kampjuni ppreparati metallografikament f'żidiet ta '0.35 mm għal 10 s f'5 kgf.L-awturi qabel ikkaratterizzaw il-karatteristiċi mikrostrutturali ta 'HCMTS31.
Tribometru tal-pjanċa tal-ballun (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, USA) intuża biex iwettaq testijiet ta 'xedd reċiproku niexef, li l-konfigurazzjoni tagħhom hija dettaljata band'oħra31.Il-parametri tat-test huma kif ġej: skond l-istandard 32 ASTM G133-05, tagħbija 3 N, frekwenza 1 Hz, stroke 3 mm, tul 1 siegħa.Blalen tal-ossidu tal-aluminju (Al2O3, klassi ta’ preċiżjoni 28/ISO 3290) b’dijametru ta’ 10 mm b’makroebusija ta’ madwar 1500 HV u ħruxija tal-wiċċ (Ra) ta’ madwar 0.05 µm, ipprovduti minn Redhill Precision, ir-Repubblika Ċeka, intużaw bħala kontropiżijiet .L-ibbilanċjar intgħażel biex jipprevjeni l-effetti ta 'ossidazzjoni li jistgħu jseħħu minħabba l-ibbilanċjar u biex jifhmu aħjar il-mekkaniżmi ta' xedd ta 'kampjuni taħt kundizzjonijiet ta' xedd severi.Għandu jiġi nnutat li l-parametri tat-test huma l-istess bħal f'Ref.8 sabiex titqabbel id-dejta tar-rata ta 'xedd ma' studji eżistenti.Barra minn hekk, twettqet serje ta 'testijiet reċiprokati b'tagħbija ta' 10 N biex tivverifika l-prestazzjoni triboloġika f'tagħbijiet ogħla, filwaqt li parametri oħra tat-test baqgħu kostanti.Pressjonijiet ta 'kuntatt inizjali skond Hertz huma 7.7 MPa u 11.5 MPa fi 3 N u 10 N, rispettivament.Matul it-test tal-ilbies, il-forza tal-frizzjoni ġiet irreġistrata fi frekwenza ta '45 Hz u ġie kkalkulat il-koeffiċjent medju tal-frizzjoni (CoF).Għal kull tagħbija, ittieħdu tliet kejl taħt kundizzjonijiet ambjentali.
It-trajettorja tal-ilbies ġiet eżaminata bl-użu tas-SEM deskritt hawn fuq, u l-analiżi EMF saret bl-użu ta 'softwer tal-analiżi tal-wiċċ tal-ilbies Aztec Acquisition.Il-wiċċ milbus tal-kubu paired ġie eżaminat bl-użu ta 'mikroskopju ottiku (Keyence VHX-5000, Ġappun).Profiler tal-laser mingħajr kuntatt (NanoFocus µScan, il-Ġermanja) skennja l-marka tal-ilbies b'riżoluzzjoni vertikali ta '±0.1 µm tul l-assi z u 5 µm tul l-assi x u y.Il-mappa tal-profil tal-wiċċ taċ-ċikatriċi tal-ilbies inħolqot f'Matlab® bl-użu ta 'koordinati x, y, z miksuba mill-kejl tal-profil.Diversi profili tal-mogħdija tal-ilbies vertikali estratti mill-mappa tal-profil tal-wiċċ jintużaw biex jiġi kkalkulat it-telf tal-volum tal-ilbies fuq il-mogħdija tal-ilbies.It-telf tal-volum ġie kkalkulat bħala l-prodott taż-żona medja tas-sezzjoni trasversali tal-profil tal-wajer u t-tul tal-korsa tal-ilbies, u dettalji addizzjonali ta 'dan il-metodu ġew deskritti qabel mill-awturi33.Minn hawn, ir-rata speċifika tal-ilbies (k) tinkiseb mill-formula li ġejja:
Hawnhekk V huwa t-telf tal-volum minħabba l-ilbies (mm3), W hija t-tagħbija applikata (N), L hija d-distanza li tiżżerżaq (mm), u k hija r-rata speċifika tal-ilbies (mm3/Nm)34.Id-dejta tal-frizzjoni u l-mapep tal-profil tal-wiċċ għall-HCMTS huma inklużi f'materjal supplimentari (Figura S1 u Figura S2 Supplimentari) biex jitqabblu r-rati tal-ilbies tal-HCMSS.
F'dan l-istudju, intużat mappa tal-ebusija trasversali tal-mogħdija tal-ilbies biex turi l-imġiba tad-deformazzjoni tal-plastik (jiġifieri t-twebbis tax-xogħol minħabba l-pressjoni tal-kuntatt) taż-żona tal-ilbies.Il-kampjuni illustrati nqatgħu b'rota tal-qtugħ tal-ossidu tal-aluminju fuq magna tat-tqattigħ (Struers Accutom-5, Awstrija) u llustrati bi gradi ta 'sandpaper SiC minn 240 sa 4000 P tul il-ħxuna tal-kampjuni.Kejl tal-mikroebusija f'0.5 kgf 10 s u 0.1 mm distanza skont ASTM E348-17.Il-prints tqiegħdu fuq grilja rettangolari ta '1.26 × 0.3 mm2 madwar 60 µm taħt il-wiċċ (Figura 1) u mbagħad ġiet mogħtija mappa tal-ebusija bl-użu ta' kodiċi Matlab® apposta deskritt x'imkien ieħor35.Barra minn hekk, il-mikrostruttura tas-sezzjoni trasversali taż-żona tal-ilbies ġiet eżaminata bl-użu ta 'SEM.
Skematika tal-marka tal-ilbies li turi l-post tas-sezzjoni trasversali (a) u mikrografu ottiku tal-mappa tal-ebusija li turi l-marka identifikata fis-sezzjoni trasversali (b).
Il-mikrostruttura tal-HCMSS ittrattata b'ELP tikkonsisti f'netwerk tal-karbur omoġenju mdawwar b'matriċi (Fig. 2a, b).L-analiżi EDX wriet li l-karburi griżi u skuri kienu karburi sinjuri fil-kromju u l-vanadju, rispettivament (Tabella 1).Ikkalkulat mill-analiżi tal-immaġni, il-frazzjoni tal-volum tal-karburi hija stmata li tkun ~ 22.5% (~ 18.2% karburi tal-kromju għoli u ~ 4.3% karburi għolja tal-vanadju).Id-daqsijiet medji tal-qamħ b'devjazzjonijiet standard huma 0.64 ± 0.2 µm u 1.84 ± 0.4 µm għal karburi sinjuri V u Cr, rispettivament (Fig. 2c, d).Karburi V għolja għandhom it-tendenza li jkunu aktar tondi b'fattur tal-forma (± SD) ta 'madwar 0.88±0.03 minħabba li l-valuri tal-fattur tal-forma qrib 1 jikkorrispondu għal karburi tondi.B'kuntrast, karburi tal-kromju għoljin mhumiex perfettament tondi, b'fattur ta 'forma ta' madwar 0.56 ± 0.01, li jista 'jkun dovut għal agglomerazzjoni.Il-qċaċet tad-diffrazzjoni tal-martensite (α, bcc) u l-austenite miżmuma (γ', fcc) ġew skoperti fuq il-mudell tar-raġġi X HCMSS kif muri fil-Fig. 2e.Barra minn hekk, il-mudell tar-raġġi X juri l-preżenza ta 'karburi sekondarji.Karburi għolja tal-kromju ġew identifikati bħala karburi tat-tip M3C2 u M23C6.Skont id-dejta tal-letteratura, 36,37,38 qċaċet ta 'diffrazzjoni ta' karburi VC ġew irreġistrati f'≈43 ° u 63 °, li jissuġġerixxu li l-qċaċet VC kienu mgħottija mill-qċaċet M23C6 ta 'karburi b'ħafna kromju (Fig. 2e).
Mikrostruttura ta 'azzar li ma jissaddadx martensitiku b'livell għoli ta' karbonju ttrattat b'EBL (a) b'ingrandiment baxx u (b) b'ingrandiment għoli, li turi karburi sinjuri fil-kromju u vanadju u matriċi tal-istainless steel (modalità ta 'backscattering tal-elettron).Bar graphs li juru d-distribuzzjoni tad-daqs tal-qamħa tal-karburi b'ħafna kromju (c) u b'ħafna vanadju (d).Il-mudell tar-raġġi X juri l-preżenza ta 'martensite, austenite miżmuma u karburi fil-mikrostruttura (d).
Il-mikroebusija medja hija 625.7 + 7.5 HV5, li turi ebusija relattivament għolja meta mqabbla ma 'l-istainless steel martensitic ipproċessat b'mod konvenzjonali (450 HV)1 mingħajr trattament bis-sħana.L-ebusija tan-nanoindentazzjoni ta 'karburi V għolja u karburi Cr għolja hija rrappurtata li hija bejn 12 u 32.5 GPa39 u 13-22 GPa40, rispettivament.Għalhekk, l-ebusija għolja ta 'HCMSS ittrattata b'ELP hija dovuta għall-kontenut għoli ta' karbonju, li jippromwovi l-formazzjoni ta 'netwerk tal-karbur.Għalhekk, HSMSS ittrattat b'ELP juri karatteristiċi mikrostrutturali tajbin u ebusija mingħajr ebda trattament post-termali addizzjonali.
Il-kurvi tal-koeffiċjent medju tal-frizzjoni (CoF) għal kampjuni f'3 N u 10 N huma ppreżentati fil-Figura 3, il-firxa tal-valuri minimi u massimi tal-frizzjoni hija mmarkata bi sfumatura trasluċida.Kull kurva turi fażi ta 'run-in u fażi ta' stat fiss.Il-fażi ta 'run-in tispiċċa f'1.2 m b'CoF (± SD) ta' 0.41 ± 0.24.3 N u fi 3.7 m b'CoF ta '0.71 ± 0.16.10 N, qabel ma tidħol fl-istat fiss tal-fażi meta tieqaf il-frizzjoni.ma jinbidilx malajr.Minħabba ż-żona żgħira ta 'kuntatt u d-deformazzjoni tal-plastik inizjali mhux maħduma, il-forza tal-frizzjoni żdiedet malajr matul l-istadju ta' tħaddim fi 3 N u 10 N, fejn seħħet forza ta 'frizzjoni ogħla u distanza ta' tiżżerżaq itwal f'10 N, li jista 'jkun dovut għall-fatt li Meta mqabbel ma '3 N, il-ħsara fil-wiċċ hija ogħla.Għal 3 N u 10 N, il-valuri CoF fil-fażi stazzjonarja huma 0.78 ± 0.05 u 0.67 ± 0.01, rispettivament.CoF huwa prattikament stabbli f'10 N u jiżdied gradwalment f'3 N. Fil-letteratura limitata, il-CoF ta 'l-istainless steel trattat L-PBF meta mqabbel ma' korpi ta 'reazzjoni taċ-ċeramika f'tagħbijiet applikati baxxi jvarjaw minn 0.5 sa 0.728, 20, 42, li huwa f' qbil tajjeb mal-valuri mkejla tal-CoF f'dan l-istudju.It-tnaqqis fil-CoF b'tagħbija dejjem tiżdied fi stat stabbli (madwar 14.1%) jista 'jiġi attribwit għal degradazzjoni tal-wiċċ li sseħħ fl-interface bejn il-wiċċ milbus u l-kontroparti, li se tiġi diskussa aktar fit-taqsima li jmiss permezz tal-analiżi tal-wiċċ tal- kampjuni li jintlibsu.
Koeffiċjenti ta' frizzjoni ta' kampjuni VSMSS ittrattati b'ELP fuq mogħdijiet li jiżżerżqu fi 3 N u 10 N, fażi stazzjonarja hija mmarkata għal kull kurva.
Ir-rati speċifiċi ta 'xedd ta' HKMS (625.7 HV) huma stmati għal 6.56 ± 0.33 × 10-6 mm3/Nm u 9.66 ± 0.37 × 10-6 mm3/Nm fi 3 N u 10 N, rispettivament (Fig. 4).Għalhekk, ir-rata ta 'xedd tiżdied b'żieda fit-tagħbija, li hija fi qbil tajjeb ma' studji eżistenti dwar l-awstenite ttrattata b'L-PBF u PH SS17,43.Taħt l-istess kundizzjonijiet triboloġiċi, ir-rata ta’ xedd bi 3 N hija ta’ madwar wieħed minn ħamsa dik għall-istainless steel awstenitiku trattat b’L-PBF (k = 3.50 ± 0.3 × 10–5 mm3/Nm, 229 HV), bħal fil-każ preċedenti .8. Barra minn hekk, ir-rata ta 'xedd ta' HCMSS f'3 N kienet sinifikament aktar baxxa minn azzar inossidabbli awstenitiku maħdum b'mod konvenzjonali u, b'mod partikolari, ogħla minn dawk ippressati isotropiċi ħafna (k = 4.20 ± 0.3 × 10-5 mm3)./Nm, 176 HV) u fondut (k = 4.70 ± 0.3 × 10–5 mm3/Nm, 156 HV) azzar inossidabbli awstenitiku bil-makna, 8, rispettivament.Meta mqabbel ma 'dawn l-istudji fil-letteratura, ir-reżistenza mtejba għall-ilbies ta' HCMSS hija attribwita għall-kontenut għoli ta 'karbonju u n-netwerk tal-karbur iffurmat li jirriżulta f'ebusija ogħla minn azzar inossidabbli awstenitiku maħdum b'mod addittiv maħdum b'mod konvenzjonali.Biex tistudja aktar ir-rata ta 'xedd ta' kampjuni HCMSS, kampjun tal-azzar tal-għodda martensitic tal-karbonju għoli (HCMTS) maħdum b'mod simili (b'ebusija ta '790 HV) ġie ttestjat taħt kundizzjonijiet simili (3 N u 10 N) għal tqabbil;Materjal supplimentari huwa l-Mappa tal-Profil tal-wiċċ HCMTS (Figura Supplimentari S2).Ir-rata tal-ilbies tal-HCMSS (k = 6.56 ± 0.34 × 10–6 mm3/Nm) hija kważi l-istess bħal dik tal-HCMTS fi 3 N (k = 6.65 ± 0.68 × 10-6 mm3/Nm), li tindika reżistenza eċċellenti għall-ilbies. .Dawn il-karatteristiċi huma prinċipalment attribwiti għall-karatteristiċi mikrostrutturali ta' HCMSS (jiġifieri kontenut għoli ta' karbur, daqs, forma u distribuzzjoni ta' partiċelli ta' karbur fil-matriċi, kif deskritt fit-Taqsima 3.1).Kif irrappurtat qabel31,44, il-kontenut tal-karbur jaffettwa l-wisa 'u l-fond taċ-ċikatriċi tal-ilbies u l-mekkaniżmu ta' xedd mikro-abrasiv.Madankollu, il-kontenut tal-karbur huwa insuffiċjenti biex jipproteġi d-die f'10 N, li jirriżulta f'użu akbar.Fit-taqsima li ġejja, il-morfoloġija tal-wiċċ tal-ilbies u t-topografija tintuża biex tispjega l-mekkaniżmi ta 'xedd u deformazzjoni sottostanti li jaffettwaw ir-rata tal-ilbies tal-HCMSS.F'10 N, ir-rata ta 'xedd ta' VCMSS (k = 9.66 ± 0.37 × 10-6 mm3/Nm) hija ogħla minn dik ta 'VKMTS (k = 5.45 ± 0.69 × 10-6 mm3/Nm).Għall-kuntrarju, dawn ir-rati ta 'xedd għadhom pjuttost għoljin: taħt kundizzjonijiet tat-test simili, ir-rata ta' xedd ta 'kisi bbażata fuq kromju u stellite hija aktar baxxa minn dik ta' HCMSS45,46.Fl-aħħarnett, minħabba l-ebusija għolja tal-alumina (1500 HV), ir-rata tal-ilbies tat-tgħammir kienet negliġibbli u nstabu sinjali ta 'trasferiment ta' materjal mill-kampjun għall-blalen tal-aluminju.
Ilbes speċifiku fil-magni ELR ta 'azzar li ma jissaddadx martensitiku ta' karbonju għoli (HMCSS), magni ELR ta 'azzar ta' għodda martensitiku ta 'karbonju għoli (HCMTS) u L-PBF, ikkastjar u magni tal-ippressar isotropiku għoli (HIP) ta' azzar inossidabbli awstenitiku (316LSS) f'diversi applikazzjoni veloċitajiet huma mgħobbija.L-isparrar turi d-devjazzjoni standard tal-kejl.Id-dejta għall-azzar inossidabbli awstenitiku hija meħuda minn 8.
Filwaqt li hardfacings bħal kromju u stellite jistgħu jipprovdu reżistenza aħjar għall-ilbies minn sistemi ta 'liga maħduma b'mod addittiv, il-magni addittivi jistgħu (1) itejbu l-mikrostruttura, speċjalment għal materjali b'varjetà wiesgħa ta' densitajiet.operazzjonijiet fuq il-parti tat-tarf;u (3) il-ħolqien ta 'topoloġiji tal-wiċċ ġodda bħal berings dinamiċi tal-fluwidu integrati.Barra minn hekk, AM toffri flessibilità tad-disinn ġeometriku.Dan l-istudju huwa partikolarment ġdid u importanti peress li huwa kritiku li jiġu spjegati l-karatteristiċi tal-ilbies ta 'dawn il-ligi tal-metall żviluppati ġodda bl-EBM, li għalihom il-letteratura attwali hija limitata ħafna.
Il-morfoloġija tal-wiċċ milbus u l-morfoloġija tal-kampjuni milbusa fi 3 N huma murija fil-fig.5, fejn il-mekkaniżmu ewlieni tal-ilbies huwa brix segwit minn ossidazzjoni.L-ewwel, is-sottostrat tal-azzar huwa deformat plastikament u mbagħad jitneħħa biex jiffurmaw skanalaturi 1 sa 3 µm fond, kif muri fil-profil tal-wiċċ (Fig. 5a).Minħabba s-sħana tal-frizzjoni ġġenerata minn jiżżerżqu kontinwu, il-materjal imneħħi jibqa 'fl-interface tas-sistema triboloġika, li jifforma saff triboloġiku li jikkonsisti fi gżejjer żgħar ta' ossidu tal-ħadid għoli madwar karburi ta 'kromju u vanadju għoli (Figura 5b u Tabella 2).), kif ġie rrappurtat ukoll għall-istainless steel awstenitiku trattat b'L-PBF15,17.Fuq il-fig.5c juri ossidazzjoni intensa li sseħħ fiċ-ċentru taċ-ċikatriċi tal-ilbies.Għalhekk, il-formazzjoni tas-saff tal-frizzjoni hija ffaċilitata mill-qerda tas-saff tal-frizzjoni (jiġifieri, is-saff tal-ossidu) (Fig. 5f) jew it-tneħħija tal-materjal isseħħ f'żoni dgħajfa fi ħdan il-mikrostruttura, u b'hekk titħaffef it-tneħħija tal-materjal.Fiż-żewġ każijiet, il-qerda tas-saff tal-frizzjoni twassal għall-formazzjoni ta 'prodotti tal-ilbies fl-interface, li tista' tkun ir-raġuni għat-tendenza għal żieda fil-CoF fl-istat stabbli 3N (Fig. 3).Barra minn hekk, hemm sinjali ta 'xedd ta' tliet partijiet ikkawżat minn ossidi u partiċelli ta 'xedd maħlul fuq il-binarju tal-ilbies, li finalment iwassal għall-formazzjoni ta' mikro-grif fuq is-sottostrat (Fig. 5b, e)9,12,47.
Il-profil tal-wiċċ (a) u l-fotomikrografiji (b–f) tal-morfoloġija tal-wiċċ tal-ilbies tal-istainless steel martensitiku b'ħafna karbonju trattat b'ELP fi 3 N, sezzjoni trasversali tal-marka tal-ilbies fil-modalità BSE (d) u ​​mikroskopija ottika tal-ilbies wiċċ fi 3 N (g) sferi tal-alumina.
Faxex taż-żlieq iffurmati fuq is-sottostrat tal-azzar, li jindikaw deformazzjoni tal-plastik minħabba xedd (Fig. 5e).Riżultati simili nkisbu wkoll fi studju tal-imġiba tal-ilbies tal-azzar awstenitiku SS47 ittrattat b'L-PBF.L-orjentazzjoni mill-ġdid tal-karburi b'ħafna vanadju tindika wkoll deformazzjoni plastika tal-matriċi tal-azzar waqt li jiżżerżqu (Fig. 5e).Mikrografi tas-sezzjoni trasversali tal-marka tal-ilbies juru l-preżenza ta 'ħofor tondi żgħar imdawra b'mikroxquq (Fig. 5d), li jistgħu jkunu dovuti għal deformazzjoni plastika eċċessiva ħdejn il-wiċċ.It-trasferiment tal-materjal għall-isferi tal-ossidu tal-aluminju kien limitat, filwaqt li l-isferi baqgħu intatti (Fig. 5g).
Il-wisa 'u l-fond tal-ilbies tal-kampjuni żdiedu ma' żieda fit-tagħbija (f'10 N), kif muri fil-mappa tat-topografija tal-wiċċ (Fig. 6a).Il-brix u l-ossidazzjoni għadhom il-mekkaniżmi ta 'xedd dominanti, u żieda fin-numru ta' mikro-grif fuq il-binarju tal-ilbies tindika li xedd bi tliet partijiet iseħħ ukoll f'10 N (Fig. 6b).L-analiżi EDX wriet il-formazzjoni ta 'gżejjer ta' ossidu b'ħafna ħadid.Il-qċaċet Al fl-ispettri kkonfermaw li t-trasferiment tas-sustanza mill-kontroparti għall-kampjun seħħ f'10 N (Fig. 6c u Tabella 3), filwaqt li ma kienx osservat fi 3 N (Tabella 2).L-ilbies ta 'tliet korpi huwa kkawżat minn partiċelli ta' xedd minn gżejjer ta 'ossidu u analogi, fejn analiżi dettaljata EDX żvelat trasferiment ta' materjal minn analogi (Figura Supplimentari S3 u Tabella S1).L-iżvilupp tal-gżejjer tal-ossidu huwa assoċjat ma 'fosos fondi, li huwa osservat ukoll fi 3N (Fig. 5).Il-qsim u l-frammentazzjoni tal-karburi jseħħu prinċipalment f'karburi sinjuri f'10 N Cr (Fig. 6e, f).Barra minn hekk, karburi V għolja saffi u jilbsu l-matriċi tal-madwar, li mbagħad tikkawża xedd bi tliet partijiet.Fossa simili fid-daqs u l-għamla għal dik tal-karbur V għoli (enfasizzat f'ċirku aħmar) dehret ukoll fis-sezzjoni trasversali tal-binarju (Fig. 6d) (ara l-analiżi tad-daqs u l-għamla tal-karbur. 3.1), li tindika li l-V għolja karbur V jista 'flake off-matriċi f'10 N. Il-forma tonda ta' karburi V għolja tikkontribwixxi għall-effett tal-ġbid, filwaqt li karburi Cr għolja agglomerati huma suxxettibbli għal qsim (Fig. 6e, f).Din l-imġieba ta 'falliment tindika li l-matriċi qabżet il-kapaċità tagħha li tiflaħ id-deformazzjoni tal-plastik u li l-mikrostruttura ma tipprovdix biżżejjed saħħa tal-impatt f'10 N. Il-qsim vertikali taħt il-wiċċ (Fig. 6d) jindika l-intensità tad-deformazzjoni tal-plastik li sseħħ waqt li jiżżerżqu.Hekk kif it-tagħbija tiżdied hemm trasferiment ta 'materjal mill-binarju milbus għall-ballun tal-alumina (Fig. 6g), li jista' jkun fi stat stabbli f'10 N. Ir-raġuni ewlenija għat-tnaqqis fil-valuri CoF (Fig. 3).
Profil tal-wiċċ (a) u fotomikrografi (b–f) ta’ topografija tal-wiċċ milbusa (b–f) ta’ azzar li ma jissaddadx martensitiku b’ħafna karbonju trattat b’EBA f’10 N, wear track cross-section fil-modalità BSE (d) u ​​wiċċ tal-mikroskopju ottiku ta' sfera ta' alumina f'10 N (g).
Waqt l-ilbies li jiżżerżaq, il-wiċċ huwa soġġett għal tensjonijiet kompressivi u ta 'shear indotti mill-antikorpi, li jirriżultaw f'deformazzjoni plastika sinifikanti taħt il-wiċċ milbus34,48,49.Għalhekk, it-twebbis tax-xogħol jista 'jseħħ taħt il-wiċċ minħabba deformazzjoni tal-plastik, li jaffettwa l-mekkaniżmi ta' xedd u deformazzjoni li jiddeterminaw l-imġieba ta 'xedd ta' materjal.Għalhekk, l-immappjar tal-ebusija trasversali (kif iddettaljat fit-Taqsima 2.4) sar f'dan l-istudju biex jiddetermina l-iżvilupp ta 'żona ta' deformazzjoni tal-plastik (PDZ) taħt il-mogħdija tal-ilbies bħala funzjoni tat-tagħbija.Peress li, kif imsemmi fit-taqsimiet preċedenti, ġew osservati sinjali ċari ta 'deformazzjoni tal-plastik taħt it-traċċa tal-ilbies (Fig. 5d, 6d), speċjalment f'10 N.
Fuq il-fig.Il-Figura 7 turi dijagrammi tal-ebusija trasversali tal-marki tal-ilbies tal-HCMSS ittrattati b'ELP f'3 N u 10 N. Ta 'min jinnota li dawn il-valuri tal-ebusija ntużaw bħala indiċi biex jevalwaw l-effett tat-twebbis tax-xogħol.Il-bidla fl-ebusija taħt il-marka tal-ilbies hija minn 667 għal 672 HV fi 3 N (Fig. 7a), li tindika li t-twebbis tax-xogħol huwa negliġibbli.Preżumibbilment, minħabba r-riżoluzzjoni baxxa tal-mappa tal-mikroebusija (jiġifieri d-distanza bejn il-marki), il-metodu tal-kejl tal-ebusija applikat ma setax jiskopri bidliet fl-ebusija.Għall-kuntrarju, żoni PDZ b'valuri ta 'ebusija minn 677 sa 686 HV b'fond massimu ta' 118 µm u tul ta '488 µm ġew osservati f'10 N (Fig. 7b), li jikkorrelata mal-wisa' tal-mogħdija tal-ilbies ( Fig. 6a)).Dejta simili dwar il-varjazzjoni tad-daqs tal-PDZ bit-tagħbija nstabet fi studju tal-ilbies fuq SS47 ittrattat b'L-PBF.Ir-riżultati juru li l-preżenza ta 'austenite miżmum taffettwa d-duttilità ta' azzar fabbrikati b'mod addittiv 3, 12, 50, u austenite miżmuma tittrasforma f'martensite waqt deformazzjoni plastika (effett tal-plastik tat-trasformazzjoni tal-fażi), li ttejjeb it-twebbis tax-xogħol tal-azzar.azzar 51. Peress li l-kampjun VCMSS kien fih austenite miżmum skont il-mudell tad-diffrazzjoni tar-raġġi X diskuss qabel (Fig. 2e), ġie ssuġġerit li austenite miżmuma fil-mikrostruttura tista 'tittrasforma f'martensite waqt il-kuntatt, u b'hekk tiżdied l-ebusija tal-PDZ ( Fig. 7b).Barra minn hekk, il-formazzjoni ta 'żlieq li sseħħ fuq il-binarju tal-ilbies (Fig. 5e, 6f) tindika wkoll deformazzjoni tal-plastik ikkawżata minn żlieq ta' dislokazzjoni taħt l-azzjoni ta 'shear stress f'kuntatt li jiżżerżaq.Madankollu, l-istress shear indott fi 3 N kien insuffiċjenti biex jipproduċi densità għolja ta 'dislokazzjoni jew it-trasformazzjoni ta' austenite miżmuma għal martensite osservata bil-metodu użat, għalhekk it-twebbis tax-xogħol kien osservat biss f'10 N (Fig. 7b).
Dijagrammi ta' ebusija ta' sezzjoni trasversali ta' binarji ta' xedd ta' azzar li ma jissaddadx martensitiku b'livell għoli ta' karbonju soġġetti għal makkinar ta' discharge elettrika fi 3 N (a) u 10 N (b).
Dan l-istudju juri l-imġiba ta 'l-ilbies u l-karatteristiċi mikrostrutturali ta' azzar li ma jissaddadx martensitiku b'karbonju għoli ġdid ittrattat b'ELR.Twettqu testijiet ta 'xedd niexef fiż-żliq taħt tagħbijiet varji, u kampjuni li jintlibsu ġew eżaminati bl-użu ta' mikroskopija elettronika, profilometru tal-lejżer u mapep ta 'ebusija ta' sezzjonijiet trasversali ta 'binarji ta' xedd.
L-analiżi mikrostrutturali wriet distribuzzjoni uniformi ta 'karburi b'kontenut għoli ta' kromju (~18.2% karburi) u vanadju (~4.3% karburi) f'matriċi ta 'martensite u austenite miżmuma b'mikroebusija relattivament għolja.Il-mekkaniżmi ta 'xedd dominanti huma l-ilbies u l-ossidazzjoni f'tagħbijiet baxxi, filwaqt li l-ilbies ta' tliet ġisem ikkawżat minn karburi ta 'V għolja mġebbda u ossidi tal-qamħ maħlul jikkontribwixxi wkoll għal xedd f'tagħbijiet dejjem jiżdiedu.Ir-rata tal-ilbies hija aħjar minn L-PBF u azzar inossidabbli awstenitiku bil-makna konvenzjonali, u saħansitra simili għal dik tal-azzar tal-għodda bil-makna EBM f'tagħbijiet baxxi.Il-valur CoF jonqos maż-żieda tat-tagħbija minħabba t-trasferiment tal-materjal għall-korp oppost.Bl-użu tal-metodu tal-immappjar tal-ebusija trasversali, iż-żona tad-deformazzjoni tal-plastik tidher taħt il-marka tal-ilbies.Ir-raffinament possibbli tal-qamħ u t-tranżizzjonijiet tal-fażi fil-matriċi jistgħu jiġu investigati aktar bl-użu tad-diffrazzjoni ta 'backscatter tal-elettroni biex jifhmu aħjar l-effetti tat-twebbis tax-xogħol.Ir-riżoluzzjoni baxxa tal-mappa tal-mikroebusija ma tippermettix il-viżwalizzazzjoni tal-ebusija taż-żona tal-ilbies f'tagħbijiet applikati baxxi, għalhekk in-nanoindentazzjoni tista 'tipprovdi bidliet fl-ebusija ta' riżoluzzjoni ogħla bl-użu tal-istess metodu.
Dan l-istudju jippreżenta għall-ewwel darba analiżi komprensiva tar-reżistenza għall-ilbies u l-proprjetajiet ta 'frizzjoni ta' azzar li ma jissaddadx martensitic b'karbonju għoli ġdid ittrattat b'ELR.Meta wieħed iqis il-libertà tad-disinn ġeometriku ta 'AM u l-possibbiltà li jitnaqqsu l-passi tal-magni bl-AM, din ir-riċerka tista' twitti t-triq għall-produzzjoni ta 'dan il-materjal ġdid u l-użu tiegħu f'apparati relatati mal-ilbies minn xaftijiet għal forom ta' injezzjoni tal-plastik b'kanal ta 'tkessiħ ikkumplikat.
Bhat, Materjali u Applikazzjonijiet Aerospazjali BN, vol.255 (Soċjetà Amerikana tal-Aeronawtika u l-Astronawtika, 2018).
Bajaj, P. et al.Azzar fil-manifattura addittiva: reviżjoni tal-mikrostruttura u l-proprjetajiet tiegħu.alma mater.ix-xjenza.proġett.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. u Passeggio, F. Ħsara lill-wiċċ tal-ilbies ta 'komponenti aerospazjali tal-istainless steel EN 3358 waqt li jiżżerżqu.Fratellanza.Ed.Integra Strut.23, 127–135 (2012).
Debroy, T. et al.Manifattura Addittiva ta 'Komponenti tal-metall - Proċess, Struttura, u Prestazzjoni.programmazzjoni.alma mater.ix-xjenza.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. u Emmelmann S. Produzzjoni ta 'addittivi tal-metall.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM Internazzjonali.Terminoloġija standard għat-teknoloġija tal-manifattura addittiva.Produzzjoni mgħaġġla.Assistent professur.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.Proprjetajiet mekkaniċi u triboloġiċi ta 'l-istainless steel 316L - paragun ta' tidwib selettiv bil-lejżer, ippressar bis-sħana u ikkastjar konvenzjonali.Żid ma.manifattur.16, 81–89 (2017).
Bakhshwan, M., Myant, KW, Reddichoff, T., u Pham, MS Kontribuzzjoni tal-Mikrostruttura għal Mekkaniżmi ta 'Ilbes u Anisotropija ta' Żerżaq Nixxef tal-Azzar Stainless 316L Ffabbrikati b'mod Addittiv.alma mater.diċ.196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. u Tatlock GJ Rispons mekkaniku u mekkaniżmi ta 'deformazzjoni ta' strutturi ta 'l-azzar imwebbsa b'dispersjoni ta' ossidu tal-ħadid miksuba permezz ta 'tidwib selettiv bil-lejżer.rivista.87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI u Akhtar, F. Saħħa mekkanika ta 'ordni ogħla wara trattament bis-sħana ta' SLM 2507 f'temperaturi tal-kamra u elevati, megħjuna minn preċipitazzjoni sigma iebes/duttili.Metall (Basel).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., u Li, S. Mikrostruttura, reazzjoni wara s-sħana, u proprjetajiet triboloġiċi ta 'l-istainless steel 17-4 PH stampat 3D.Liebes 456–457, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., u Zhang, L. Imġieba ta 'densifikazzjoni, evoluzzjoni tal-mikrostruttura, u proprjetajiet mekkaniċi ta' komposti tal-istainless steel TiC/AISI420 fabbrikati permezz ta 'tidwib selettiv bil-lejżer.alma mater.diċ.187, 1–13 (2020).
Zhao X. et al.Fabbrikazzjoni u karatterizzazzjoni ta 'l-istainless steel AISI 420 bl-użu ta' tidwib selettiv bil-lejżer.alma mater.manifattur.proċess.30, 1283–1289 (2015).
Sun Y., Moroz A. u Alrbey K. Karatteristiċi tal-ilbies li jiżżerżqu u mġiba tal-korrużjoni tat-tidwib selettiv tal-lejżer ta 'l-istainless steel 316L.J. Alma mater.proġett.tesegwixxi.23, 518–526 (2013).
Shibata, K. et al.Frizzjoni u xedd ta' azzar li ma jissaddadx bit-trab taħt lubrikazzjoni taż-żejt [J].Tribiol.intern 104, 183–190 (2016).

 


Ħin tal-post: Ġunju-09-2023