Spas ji bo serdana Nature.com.Hûn guhertoyek gerokek bi piştgirîya CSS-ya sînorkirî bikar tînin.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Wekî din, ji bo piştrastkirina piştgirîya domdar, em malperê bêyî şêwaz û JavaScript nîşan didin.
Sliders her slayd sê gotaran nîşan dide.Bişkojkên paş û paşê bikar bînin da ku di nav slaytan de bigerin, an jî bişkokên kontrolkerê slideyê yên li dawiyê bikar bînin da ku di her slaytê de bigerin.

ASTM A240 304 316 Plateka stûr a navîn a pola zengarnegir dikare were qut kirin û xwerû Bihayê Kargeha Chinaînê

Pola materyalê: 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Tîp: Ferrîtîk, Austenite, Martensite, Duplex
Teknolojî: Germ û sar
Sertîfîka: ISO9001, CE, SGS her sal
Xizmet: Testkirina partiya sêyemîn
Radestkirin: di nav 10-15 rojan de an li gorî hejmarê

Pola zengarnegir aliyek hesin e ku naveroka wê ya herî kêm Chromium ji sedî 10,5 e.Naveroka Chromiumê li ser rûyê pola fîlimek oksîdê kromê tenik çêdike ku jê re qatek pasîfasyon tê gotin.Ev qat rê li ber korozyonê li ser rûyê pola digire;mîqdara Chromium di pola de mezintir be, berxwedana korozyonê ew qas mezin dibe.

Pola di heman demê de gelek hêmanên din ên wekî Karbon, Silicon û Manganese jî dihewîne.Hêmanên din dikarin werin zêdekirin da ku berxwedana korozyonê (Nîkel) û çêbûnê (Molîbdenum) zêde bikin.

Tevgera polayê zengarnegir martenzîtîkî ya karbonê ya bilind (HCMSS) ku bi qasî 22,5 vol.% karbîdên bi naverokek zêde ya kromê (Cr) û vanadyûm (V), bi helandina tîrêjê elektronîkî (EBM) ve hate rast kirin.Avahiya mîkro ji qonaxên martensite û austenite mayî pêk tê, karbîdên V-ya bilind û mîkron bilind bi yeksan têne belav kirin, û serhişkî nisbeten bilind e.CoF bi zêdekirina barkirina rewşa domdar re ji ber veguheztina materyalê ji rêça westayî ber bi laşê dijber ve bi qasî 14.1% kêm dibe.Li gorî polên amûrên martensîtîkî yên ku bi heman rengî têne derman kirin, rêjeya cilê ya HCMSS di barkêşên kêm ên serîlêdanê de hema hema yek e.Mekanîzmaya cilê ya serdest rakirina matrixê pola ye ku bi lêdanê û dûv re jî oksîdasyona rêça cilê ye, dema ku cil û bergên sê-pêkhatî bi zêdebûna barkirinê re çêdibe.Deverên deformasyonê yên plastîk ên di bin birîna kincê de ji hêla nexşeya serhişkiya xaçê ve têne nas kirin.Bûyerên taybetî yên ku bi zêdebûna şert û mercên cilê çêdibin wekî şikestina karbîdê, rijandina karbîd a vanadyumê ya bilind, û şikestina mirinê têne binav kirin.Vê lêkolînê ronahiyê dide ser taybetmendiyên cilê yên hilberîna lêzêdekirina HCMSS, ku dikare rê li ber hilberîna pêkhateyên EBM-ê ji bo serîlêdanên kincê veke, ji şaftan bigire heya qalibên derzîlêdana plastîk.
Pola zengarnegir (SS) malbatek piralî ya polayan e ku ji ber berxwedana wan a bilind a korozyonê û taybetmendiyên mekanîkî yên minasib1,2,3, bi berfirehî di feza, otomotîv, xwarin û gelek sepanên din de tê bikar anîn.Berxwedana wan a bilind a korozyonê ji ber naveroka bilind a kromê (ji 11,5 wt. %) di HC de ye, ku di avakirina fîlimek oksîdê de bi naverokek kromî ya bilind li ser rûxê1 dibe alîkar.Lêbelê, piraniya pola pola zengarnegir xwedan naverokek karbonê ya kêm in û ji ber vê yekê xwedan serhişkî û berxwedana liberxwedanê tixûbdar in, di encamê de jiyana karûbarê di cîhazên têkildar-girêdayî yên wekî pêkhateyên daketina hewayê4 kêm dibe.Bi gelemperî serhişkiya wan kêm e (di navbera 180 û 450 HV de), tenê hin polayên zengarnegir ên martensîtîk ên ku bi germê têne derman kirin xwedan hişkiya bilind (heta 700 HV) û naveroka karbonê ya bilind (heta 1,2 wt%) hene, ku dikare beşdarî avakirina martensite.1. Bi kurtasî, naverokek karbonê ya bilind germahiya veguherîna martensîtîkî kêm dike, rê dide avakirina mîkrosaziyek bi tevahî martenzît û bi rêjeyên sarbûna bilind de mîkrosaziyek berxwedêr a liberxwedanê were bidestxistin.Qonaxên hişk (mînak, karbîd) dikarin li matrixa pola bêne zêdekirin da ku berxwedana cilê ya mirinê bêtir çêtir bikin.
Danasîna hilberîna lêzêdeker (AM) dikare materyalên nû bi pêkhateya xwestî, taybetmendiyên mîkrostrukturî, û taybetmendiyên mekanîkî yên bilind hilberîne5,6.Mînakî, helandina nivîna toz (PBF), yek ji pêvajoyên welding ên lêzêdekirî yên bazirganî yên herî bazirganî, di nav xwe de helandina tozên pêş-alozkirî vedihewîne da ku bi helandina tozên bi karanîna çavkaniyên germê yên wekî lazer an tîrêjên elektronîkî ve perçeyên nêzik çêbike.Gelek lêkolînan destnîşan kirin ku perçeyên polayê zengarnegir ên ku bi lêzêdekirina makîneyê têne çêkirin dikarin ji parçeyên ku bi kevneşopî têne çêkirin derkevin pêş.Mînakî, polayên zengarnegir ên austenîtîk ên ku di bin pêvekirina lêzêdekirinê de têne xuyang kirin ku ji ber mîkrostruktura wan a xweşik (ango, têkiliyên Hall-Petch) 3,8,9 xwedan taybetmendiyên mekanîkî yên bilindtir in.Dermankirina germê ya pola zengarnegir a ferritî ya ku bi AM-ê hatî derman kirin barên zêde çêdike ku taybetmendiyên mekanîkî yên mîna hevpîşeyên xwe yên kevneşopî peyda dike3,10.Pola zengarnegir a du-qonaxê ya bi hêz û serhişkiya bilind hatî pejirandin, ku ji hêla pêvekirina lêzêdekirinê ve hatî hilberandin, ku taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir ji ber qonaxên navmetalîkî yên dewlemend ên kromê di mîkrostrukturê de ne11.Digel vê yekê, taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir ên martensîtîk û PH-polayên zengarnegir ên zexmkirî yên lêzêdekirî dikarin bi kontrolkirina austenite girtî di mîkrostrukturê de û xweşbînkirina pîvanên makînekirin û dermankirina germê 3,12,13,14 werin bidestxistin.
Heya nuha, taybetmendiyên trîbolojîk ên polayên zengarnegir AM austenitic ji polayên din ên zengarnegir zêdetir bal kişandiye.Tevgera trîbolojîk a helandina lazerê di qatek tozê (L-PBF) de ku bi 316L ve hatî derman kirin wekî fonksiyonek pîvanên pêvajoyê AM hate lêkolîn kirin.Hat destnîşan kirin ku kêmkirina poroziyê bi kêmkirina leza şopandinê an zêdekirina hêza lazerê dikare berxwedana cilê çêtir bike15,16.Li et.Tebeqeya oksîtê ya ku derketî xebata hilgirtinê misoger dike, bi zêdebûna germahiyê re xitimandin kêm dibe, û di germahiyên bilind de rêjeya cilê zêde dibe.Di lêkolînên din de, lêzêdekirina keriyên TiC18, TiB219, û SiC20 li matrixek 316L ya dermankirî ya L-PBF, bi avakirina qatek felqê ya hişk a karûbarê hişk û bi zêdebûna beşê qebareya keriyên hişk re, berxwedana cilê çêtir kir.Di pola PH-ya ku L-PBF12 û pola dupleks a SS11 de hatî derman kirin de qatek oksîdê parastinê jî hate dîtin, ku destnîşan dike ku sînordarkirina austenite girtî ji hêla dermankirina piştî-germê12 ve dikare berxwedana lixwebûnê baştir bike.Wekî ku li vir hate kurt kirin, wêje bi giranî li ser performansa trîbolojîkî ya rêzikên 316L SS-ê ye, di heman demê de daneyên hindik li ser performansa trîbolojîkî ya rêzek polên zengarnegir ên bi lêzêdekirî yên martensîtîkî yên bi naverokek karbonê pir zêde têne çêkirin hene.
Melting Beam Electron (EBM) teknîkek dişibihe L-PBF-ê ye ku dikare mîkrostrukturên bi karbîdên rezîl ên wekî karbîdên vanadyûm û kromê yên bilind çêbike ji ber şiyana wê ya ku bigihîje germahiyên bilind û rêjeyên şopandinê. pola bi giranî li ser destnîşankirina parametreyên çêtirîn ên hilberandina ELM-ê ye ji bo bidestxistina mîkrostrukturek bê şikestin û poran û baştirkirina taybetmendiyên mekanîkî23, 24, 25, 26, di heman demê de li ser taybetmendiyên trîbolojîk ên pola zengarnegir ku bi EBM hatî derman kirin dixebitin.Heya nuha, mekanîzmaya cilê ya pola zengarnegir martensît-karbona bilind a ku bi ELR-ê ve hatî derman kirin di bin şert û mercên tixûbdar de hatî lêkolîn kirin, û hate ragihandin ku deformasyona plastîk a giran di bin şert û mercên abrasive (ceribandina kaxiz sandiqê), hişk, û erozyona heriyê27 de pêk tê.
Vê lêkolînê li ser berxwedana kincan û taybetmendiyên kêşanê yên pola zengarnegir martenzîtîkî ya karbonê ya bilind ku bi ELR-ê re di bin şert û mercên rijandina hişk de ku li jêr têne diyar kirin vekolîn kir.Pêşîn, taybetmendiyên mîkrosaziyê bi karanîna mîkroskopiya elektronîkî ya şopandinê (SEM), spektroskopiya tîrêjê ya belavkirina enerjiyê (EDX), dabeşkirina tîrêjê û analîza wêneyê hate destnîşan kirin.Dûv re daneyên ku bi van rêbazan têne wergirtin wekî bingehek ji bo çavdêriyên tevgera trîbolojîkî bi ceribandinên vegerandina hişk ên di bin barên cûrbecûr de têne bikar anîn, û di dawiyê de morfolojiya rûbera xiravkirî bi karanîna SEM-EDX û profîlometerên lazerê têne lêkolîn kirin.Rêjeya cilê hate hejmartin û bi polayên amûrên martensîtîkî yên ku bi heman rengî têne derman kirin re hate berhev kirin.Ev ji bo afirandina bingehek ji bo berhevdana vê pergala SS-ê bi pergalên kincên ku bi gelemperî têne bikar anîn bi heman celebê dermankirinê re hate çêkirin.Di dawiyê de, nexşeyek çarçoveyek rêça cilê bi karanîna algorîtmayek nexşeya hişkbûnê tê destnîşan kirin ku deformasyona plastîk a ku di dema têkiliyê de çêdibe eşkere dike.Divê were zanîn ku ceribandinên trîbolojîk ên ji bo vê lêkolînê ji bo baştir fêmkirina taybetmendiyên trîbolojîk ên vê materyalê nû hatine kirin, û ne ji bo simulasyona serîlêdanek taybetî.Ev lêkolîn beşdarî têgihiştinek çêtir a taybetmendiyên trîbolojîk ên pola martensîtîkî ya nû ya ku bi lêzêdekirî hatî hilberandin ji bo serîlêdanên kincê yên ku di hawîrdorên dijwar de xebitîn hewce dike, dike.
Nimûneyên polayê zengarnegir martenzîtîkî yên karbonê yên bilind (HCMSS) ku bi ELR-ê di bin navê marqeya Vibenite® 350 de hatî derman kirin, ji hêla VBN Components AB, Swêd ve hatin pêşve xistin û peyda kirin.Kompozîsyona kîmyewî ya binavkirî ya nimûneyê: 1.9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (wt.%).Pêşîn, nimûneyên rijandina hişk (40 mm × 20 mm × 5 mm) ji nimûneyên çargoşeyî yên hatine bidestxistin (42 mm × 22 mm × 7 mm) bêyî dermankirina piştî-germê bi karanîna makîna dakêşana elektrîkê (EDM) hatin çêkirin.Dûv re nimûn bi kaxezek SiC ya bi mezinahiya genim 240 heta 2400 R li pey hev hatin zevtkirin da ku ziraviya rûkalê (Ra) bi qasî 0,15 μm were bidestxistin.Wekî din, nimûneyên pola amûra martensîtîk a karbonê ya bilind (HCMTS) ku bi EBM-ê hatî derman kirin bi pêkhateyek kîmyewî ya binavkirî 1,5 C, 4,0 Cr, 2,5 Mo, 2,5 W, 4,0 V, 85,5 Fe (wt. . %) (bi bazirganî wekî tê zanîn Vibenite® 150) Her weha bi heman rengî tê amadekirin.HCMTS 8% karbîd ji hêla volume ve digire û tenê ji bo berhevdana daneyên rêjeya cilê ya HCMSS tê bikar anîn.
Taybetmendiya mîkrostrukturî ya HCMSS bi karanîna SEM (FEI Quanta 250, USA) ku bi detektorek X-ray-ê ya belavkirina enerjiyê (EDX) XMax80 ji Oxford Instruments ve hatî çêkirin, hate kirin.Sê fotomikrografên bêserûber ên ku 3500 µm2 tê de hene, di moda elektroneya paşverû (BSE) de hatin kişandin û dûv re bi karanîna analîza wêneyê (ImageJ®)28 hatin analîz kirin da ku perçeya deverê (ango perçeya qebareyê), mezinahî û şekil were destnîşankirin.Ji ber morfolojiya taybetmendiya ku tê dîtin, perçeya herêmê bi rêjeya qebareyê re wekhev hate girtin.Wekî din, faktora şiklê karbîdan bi karanîna hevkêşeya faktora şiklê (Shfa) tê hesibandin:
Li vir Ai qada karbîdê ye (µm2) û Pi jî dora karbîdê (µm)29 e.Ji bo naskirina qonaxan, bi tîrêjê Co-Kα (λ = 1.79026 Å) bi tîrêjek tîrêjê ya X-tîrêjê (Bruker D8 Discover bi detektorek tîrêjê ya LynxEye 1D) veqetandina tîrêjên X-ya toz (XRD) hate kirin.Nimûneyê li ser rêza 2θ ji 35° heta 130° bi mezinahiya gavê 0,02° û dema gavê 2 çirkeyan bişon.Daneyên XRD bi karanîna nermalava Diffract.EVA, ku di sala 2021-an de databasa krîstalografîk nûve kir, hate analîz kirin. Wekî din, testerê hişkiya Vickers (Struers Durascan 80, Avusturya) ji bo destnîşankirina mîkrozehmetiyê hate bikar anîn.Li gorî standarda ASTM E384-17 30, 30 çap li ser nimûneyên ku ji hêla metalografî ve hatine amade kirin bi zêdekirina 0,35 mm ji bo 10 s li 5 kgf hatine çêkirin.Nivîskar berê taybetmendiyên mîkrosaziyê yên HCMTS31 diyar kirin.
Trîbometerek plakaya topê (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, USA) hate bikar anîn da ku ceribandinên cil û bergên ziwa yên ziwa pêk bîne, veavakirina wê li cîhek din bi hûrgulî ye31.Parametreyên ceribandinê wiha ne: li gorî standard 32 ASTM G133-05, barkirin 3 N, frekansa 1 Hz, lêdan 3 mm, demdirêj 1 saet.Topên oksîdê aluminiumê (Al2O3, çîna rastbûnê 28/ISO 3290) bi çarçoweya 10 mm bi makrozehmetiya dor 1500 HV û ziraviya rûkalê (Ra) bi qasî 0,05 μm, ku ji hêla Redhill Precision, Komara Çek ve hatî peyda kirin, wekî bergiran hatin bikar anîn. .Hevsengî hate hilbijartin da ku pêşî li bandorên oksîdasyonê bigire ku ji ber hevsengiyê çêdibe û ji bo baştir fêmkirina mekanîzmayên cilê yên nimûneyan di bin şert û mercên giran de.Pêdivî ye ku were zanîn ku pîvanên ceribandinê wekî Ref.8-ê ne ku daneyên rêjeya cilê bi lêkolînên heyî re bidin ber hev.Wekî din, rêzek ceribandinên vegerê yên bi barek 10 N hate kirin da ku performansa trîbolojîkî di barên bilind de verast bike, dema ku pîvanên testê yên din domdar man.Zextên pêwendiya destpêkê li gorî Hertz bi rêzdarî 7,7 MPa û 11,5 MPa li 3 N û 10 N in.Di dema ceribandina cilê de, hêza kêşanê li frekansa 45 Hz hate tomar kirin û rêjeya navînî ya kêşanê (CoF) hate hesibandin.Ji bo her barkirinê, sê pîvandin di bin şert û mercên hawîrdorê de hatin girtin.
Rêwîtiya cilê bi karanîna SEM-a ku li jor hatî destnîşan kirin hate vekolîn, û analîza EMF bi karanîna nermalava analîzkirina rûkala cil û bergê Aztec Acquisition hate kirin.Rûyê xitimî yê kubaya hevgirtî bi karanîna mîkroskopa optîkî (Keyence VHX-5000, Japonya) hate lêkolîn kirin.Profîlerek lazerê ya bê-têkilî (NanoFocus µScan, Almanya) nîşana kincanê bi vebirrînek vertîkal a ± 0,1 µm li ser eksê z û 5 µm li ser eksê x û y şopand.Nexşeya profîla rûkala birînên cilê di Matlab® de bi karanîna koordînatên x, y, z yên ku ji pîvandinên profîlê hatine wergirtin hate afirandin.Gelek profîlên rêça cilê yên vertîkal ên ku ji nexşeya profîla rûkalê têne derxistin têne bikar anîn da ku windabûna cilê li ser riya kincê hesab bikin.Wendabûna cildê wekî hilbera navgîniya qada xaçerê ya profîla têl û dirêjahiya rêça cilê hate hesibandin, û hûrguliyên din ên vê rêbazê berê ji hêla nivîskaran ve hatine vegotin33.Ji vir, rêjeya lêdana taybetî (k) ji formula jêrîn tête wergirtin:
Li vir V windabûna qelbê ya ji ber cilê ye (mm3), W barkirina sepandin (N) ye, L dûrahiya hilkişînê (mm) ye, û k rêjeya lêdana taybetî ye (mm3/Nm)34.Daneyên kêşanê û nexşeyên profîlên rûkal ên ji bo HCMTS di materyalê pêvek de (Hêveka Pêvek S1 û Figure S2) têne berhev kirin da ku rêjeyên kincên HCMSS bidin ber hev.
Di vê lêkolînê de, nexşeyek serhişkiya xaçerê ya riya cilê hate bikar anîn da ku tevgera deformasyona plastîk (ango hişkbûna xebatê ji ber zexta têkiliyê) ya devera cilê nîşan bide.Nimûneyên paqijkirî bi çerxa birrîna oksîdê aluminiumê li ser makîneyek birrînê (Struers Accutom-5, Avusturya) hatin qut kirin û bi pola kaxizên sandê SiC ji 240 heta 4000 P bi qalindahiya nimûneyan ve hatin rijandin.Li gorî ASTM E348-17 pîvana mîkrozehmetiyê li 0,5 kgf 10 s û dûrahiya 0,1 mm.Çap li ser torgilokek çargoşeyî 1,26 × 0,3 mm2 bi qasî 60 μm li binê rûyê erdê hatin danîn (Wêne 1) û dûv re nexşeyek hişkiyê bi karanîna koda Matlab® ya xwerû ya ku li cîhek din hatî diyar kirin hate pêşkêş kirin35.Wekî din, mîkrosaziya beşa xaçê ya qada cilê bi karanîna SEM-ê hate lêkolîn kirin.
Skemaya nîşana cilê ku cîhê beşa xaçê (a) nîşan dide û mîkrografek optîkî ya nexşeya hişkbûnê ku nîşana ku di beşa xaçê (b) de hatî nas kirin nîşan dide.
Mîkrostruktura HCMSS ya ku bi ELP-ê tê derman kirin ji torgilokek karbîd a homojen ku ji hêla matrixê ve hatî dorpêç kirin pêk tê (Wêne. 2a, b).Analîza EDX destnîşan kir ku karbîdên gewr û tarî bi rêzdarî karbîdên dewlemend ên kromî û vanadyûmê bûn (Table 1).Ji analîza wêneyê hatî hesibandin, perçeya qebareya karbîdan ~ 22,5% tê texmîn kirin (~ 18,2% karbîdên kromê bilind û ~ 4,3% karbîdên vanadyûmê bilind).Mezinahiyên genim ên navîn ên bi veguheztinên standard re 0,64 ± 0,2 µm û 1,84 ± 0,4 µm ji bo karbîdên dewlemend ên V û Cr, bi rêzê ve ne (Wêne. 2c, d).Karbîdên V-ya bilind bi faktorek şiklê (± SD) bi qasî 0,88±0,03 dortir in, ji ber ku nirxên faktora şeklê nêzî 1-ê bi karbîdên dorê re têkildar in.Berevajî vê, karbîdên kromê yên bilind bi rengek bêkêmasî ne dor in, bi faktorek şeklê bi qasî 0,56 ± 0,01, ku dibe ku ji ber kombûnê be.Martensite (α, bcc) û lûtkeyên difraksîyonê yên austenite (γ', fcc) yên girtî (γ', fcc) li ser şêwaza tîrêjê ya X-ya HCMSS wekî ku di Fig.Wekî din, nexşeya X-ray hebûna karbîdên duyemîn nîşan dide.Karbîdên kromê yên bilind wekî karbîdên cureya M3C2 û M23C6 hatine nas kirin.Li gorî daneyên wêjeyê, 36,37,38 lûtkeyên difraksyonê yên karbîdên VC li ≈43° û 63° hatine tomar kirin, ku destnîşan dike ku lûtkeyên VC bi lûtkeyên M23C6 yên karbîdên dewlemend-kromî hatine mask kirin (Wêne. 2e).
Mîkrosaziya polayê zengarnegir martensît-karbona bilind ku bi EBL (a) di mezinkirina kêm de û (b) di mezinbûna zêde de tê derman kirin, karbîdên dewlemend ên krom û vanadyûm û matrixek pola zengarnegir (moda paşvekêşana elektron) nîşan dide.Grafikên bar ku belavkirina mezinahiya genim a karbîdên dewlemend-kromî (c) û vanadyûm-dewlemend (d) nîşan didin.Nimûneya tîrêjê di mîkrostrukturê de hebûna martensît, austenît û karbîdên ragirtî nîşan dide (d).
Mîkrozehtiya navîn 625,7 + 7,5 HV5 e, li gorî polayê zengarnegir martensîtîkî (450 HV)1 ku bi kevneşopî hatî hilberandin (450 HV) 1 bê dermankirina germahiyê hişkbûnek pir zêde nîşan dide.Zehmetiya nanoindentation ya karbîdên V-ya bilind û karbîdên Cr-ya bilind bi rêzê ve di navbera 12 û 32,5 GPa39 û 13-22 GPa40 de ye.Bi vî rengî, serhişkiya bilind a HCMSS ya ku bi ELP re tê derman kirin ji ber naveroka karbonê ya bilind e, ku avakirina tora karbîdê pêşve dike.Ji ber vê yekê, HSMSS ku bi ELP-ê tê derman kirin taybetmendiyên mîkrostruktural û hişkiya baş bêyî dermankirina piştî-germayê ya zêde nîşan dide.
Kevirên hevrêziya navînî ya kêşanê (CoF) ji bo nimûneyên li 3 N û 10 N di Figure 3 de têne pêşkêş kirin, rêza nirxa herî kêm û herî zêde ya peqandinê bi şidandina şefaf tê nîşankirin.Her kulm qonaxek birêkûpêk û qonaxek rewşek domdar nîşan dide.Qonaxa xebitandinê li 1,2 m bi CoF (± SD) 0,41 ± 0,24,3 N û li 3,7 m bi CoF 0,71 ± 0,16,10 N diqede, berî ku bikeve rewşa domdar a qonaxê dema ku kêşe raweste.zû naguhere.Ji ber qada pêwendiya piçûk û deformasyona plastîk a destpêkê ya dijwar, di qonaxa xebitandinê de li 3 N û 10 N de, hêza kêşanê bi lez zêde bû, ku li 10 N û 10 N de hêzek kêşanê ya bilindtir û mesafeyek şûştinê dirêjtir çêbû, ku dibe sedema ji ber vê yekê ku li gorî 3 N, zirara rûkal zêdetir e.Ji bo 3 N û 10 N, nirxên CoF di qonaxa rawestayî de bi rêzdarî 0,78 ± 0,05 û 0,67 ± 0,01 in.CoF bi pratîkî li 10 N îstîqrar e û hêdî hêdî di 3 N de zêde dibe. Di wêjeya sînorkirî de, CoF ya pola zengarnegir ku bi L-PBF ve hatî derman kirin li gorî laşên reaksiyonê yên seramîk ên di barkirina kêm de ji 0,5 heya 0,728, 20, 42, ku di nav de ye, diguhere. di vê lêkolînê de bi nirxên CoF-ê yên pîvandî re peymanek baş.Kêmbûna CoF bi zêdebûna barkirinê re di rewşa domdar de (nêzîkî 14,1%) dikare ji ber hilweşîna rûkalê ya ku li navbera di navbera rûbera xişandin û hevtayê de pêk tê, were veqetandin, ku dê di beşa pêş de bi analîzkirina rûbera rûkalê ve bêtir were nîqaş kirin. nimûneyên lixwekirî.
Rêjeyên xitimandinê yên nimûneyên VSMSS yên ku bi ELP-ê li ser rêyên şemitandinê li 3 N û 10 N têne derman kirin, qonaxek rawestayî ji bo her kevroşkê tê nîşankirin.
Rêjeyên lixwekirina taybetî yên HKMS (625,7 HV) bi rêzdarî 6,56 ± 0,33 × 10-6 mm3 / Nm û 9,66 ± 0,37 × 10-6 mm3 / Nm li 3 N û 10 N, bi rêzê têne texmîn kirin (Hêjîrê. 4).Bi vî rengî, rêjeya cilê bi zêdebûna barkirinê re zêde dibe, ku bi lêkolînên heyî yên li ser austenite ku bi L-PBF û PH SS17,43 têne derman kirin re lihevhatinek baş e.Di bin heman şert û mercên trîbolojîk de, rêjeya cilê li 3 N bi qasî yek-pêncê ye ku ji bo pola zengarnegir austenitic ku bi L-PBF (k = 3,50 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 229 HV) tê dermankirin, wekî rewşa berê. .8. Wekî din, rêjeya cilê ya HCMSS di 3 N de ji polayên zengarnegir ên austenîtîk ên ku bi kevneşopî têne makîne kirin û, bi taybetî, ji yên pir îsotropîk ên pêçandî (k = 4,20 ± 0,3 × 10-5 mm3) pir kêmtir bû./Nm, 176 HV) û rijandin (k = 4,70 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 156 HV) bi rêzê, 8, pola zengarnegir austenitic hatine çêkirin.Li gorî van lêkolînên di wêjeyê de, çêtirbûna berxwedana guheztinê ya HCMSS ji naveroka karbonê ya bilind û tora karbîdê ya çêkirî re tête diyar kirin ku di encamê de ji polên zengarnegir ên austenîtîk ên bi lêzêdekirî yên ku bi kevneşopî têne makîne kirin hişkatiyek bilindtir e.Ji bo bêtir lêkolîna rêjeya cilê ya nimûneyên HCMSS, nimûneyek pola amûrek martenzîtîkî ya karbonê ya bi heman rengî (HCMTS) (bi serhişkiya 790 HV) di binê şert û mercên wekhev (3 N û 10 N) de ji bo berhevdanê hate ceribandin;Materyalên pêvek Nexşeya Profîla Rûvî ya HMTS ye (Wêneya Pêvek S2).Rêjeya kişandina HCMSS (k = 6,56 ± 0,34 × 10-6 mm3 / Nm) hema hema wekî ya HCMTS-ê li 3 N (k = 6,65 ± 0,68 × 10-6 mm3 / Nm) yek e, ku berxwedana cilê ya hêja nîşan dide. .Van taybetmendiyan bi giranî ji taybetmendiyên mîkrostrukturî yên HCMSS re têne veqetandin (ango naveroka karbîd a bilind, mezinahî, şikil û belavkirina pariyên karbîdê di matrixê de, wekî ku di beşa 3.1-ê de hatî destnîşankirin).Wekî ku berê hate ragihandin31,44, naveroka karbîdê bandorê li firehî û kûrahiya birîna kincê û mekanîzmaya cil û bergên mîkro-abrasive dike.Lêbelê, naveroka karbîdê ji bo parastina mirinê di 10 N de têrê nake, di encamê de cil zêde dibe.Di beşa jêrîn de, morfolojî û topografya rûkala cilê tê bikar anîn da ku mekanîzmayên cil û deformasyonê yên bingehîn ên ku bandorê li rêjeya cilê ya HCMSS dikin rave bikin.Li 10 N, rêjeya cilê ya VCMSS (k = 9,66 ± 0,37 × 10-6 mm3 / Nm) ji ya VKMTS (k = 5,45 ± 0,69 × 10-6 mm3 / Nm) bilindtir e.Berevajî vê, ev rêjeyên kincê hîn jî pir zêde ne: di bin şert û mercên ceribandinê yên wekhev de, rêjeya cilê ya li ser bingeha krom û stêlîtê ji ya HCMSS45,46 kêmtir e.Di dawiyê de, ji ber serhişkiya bilind a aluminayê (1500 HV), rêjeya cil û bergên hevjîniyê neguhêz bû û nîşanên veguheztina materyalê ji nimûneyê berbi topên aluminiumê hatin dîtin.
Cilûbergên taybetî di makînekirina ELR ya pola zengarnegir martenzîtîkî ya bilind (HMCSS), makînekirina ELR ya pola amûra martensîtîk a karbonê ya bilind (HCMTS) û L-PBF, rijandin û makînekirina îsotropîk a bilind (HIP) ya pola zengarnegir austenitic (316LSS) di serîlêdanên cihêreng de. lez têne barkirin.Scatterplot veqetandina standard a pîvandinan nîşan dide.Daneyên ji bo polên zengarnegir austenitic ji 8 têne girtin.
Digel ku rûberên hişk ên wekî krom û stêlît dikarin li gorî pergalên alloyê yên ku bi lêzêdekirina makîneyê têne çêkirin berxwedana liberxwedanê çêtir peyda bikin, makîneya lêzêdeker dikare (1) mîkrosaziyê çêtir bike, nemaze ji bo materyalên bi cûrbecûr dakêşan.operasyonên li ser beşa dawî;û (3) afirandina topolojiyên rûkal ên nû yên wekî hilgirên dînamîk ên şilî yên yekbûyî.Wekî din, AM nermbûna sêwirana geometrîkî pêşkêşî dike.Ev lêkolîn bi taybetî nû û girîng e ji ber ku ew krîtîk e ku meriv taybetmendiyên cilê yên van aligirên metal ên nû pêşkeftî bi EBM-ê re eşkere bike, ji bo ku wêjeya heyî pir kêm e.
Morfolojiya rûbera xitimî û morfolojiya nimûneyên xişkirî yên li 3 N di jimarê de têne xuyang kirin.5, li cihê ku mekanîzmaya cilê ya sereke xirabûn e ku li dû oksîdasyon tê.Pêşî, jêrzemîna pola bi plastîk tê guheztin û dûv re tê rakirin da ku zozanên bi kûrahiya 1 heta 3 μm çêbibin, wekî ku di profîla rûkalê de tê xuyang kirin (Hêjî. 5a).Ji ber germa kêşanê ya ku ji hêla şemitîna domdar ve hatî hilberandin, maddeya jêbirin li navbera pergala trîbolojîk dimîne, ku ji giravên piçûk ên oksîdê hesin ên bilind ên li dora karbîdên krom û vanadyûmê yên bilind pêk tê (Wêne 5b û Tablo 2) pêk tê.), wekî ku ji bo pola zengarnegir austenitic ku bi L-PBF15,17 ve hatî derman kirin jî hate ragihandin.Li ser hêjîrê.5c nîşan dide ku oksîdasyonek zexm di navenda birîna kincê de çêdibe.Ji ber vê yekê, çêbûna tebeqeya kêşanê bi hilweşandina tebeqeya felqê (ango, tebeqeya oksîdê) (Hêl. 5f) hêsan dibe an jî rakirina maddeyê li deverên qels ên di hundurê mîkrosaziyê de çêdibe, bi vî rengî rakirina maddeyê bileztir dike.Di her du rewşan de, hilweşîna qata ferqê dibe sedema çêbûna hilberên cilê li navberê, ku dibe sedema meyla zêdebûna CoF di rewşa domdar 3N de (Hêjîrê. 3).Digel vê yekê, nîşanên cilê sê-beşî hene ku ji ber oksîdan û perçeyên cil û bergê yên li ser rêça cilê çêdibin, ku di dawiyê de rê li ber çêbûna mîkro-xurçikên li ser substratê vedike (Wêne. 5b, e)9,12,47.
Profîla rûkalê (a) û fotomikrografên (b-f) yên morfolojiya rûbera cilê ya pola zengarnegir martensîtîk-karbona bilind a ku bi ELP li 3 N tê derman kirin, beşa xaça nîşana cilê di moda BSE de (d) û mîkroskopiya optîkî ya cilê rûerdê li 3 N (g) qolên alumina.
Bendên şemitandinê yên li ser binê pola çêdibin, deformasyona plastîk a ji ber xişandinê nîşan dide (Wêne. 5e).Encamên bi vî rengî jî di lêkolînek li ser behreya cilê ya pola austenitic SS47 ku bi L-PBF ve hatî derman kirin de hatin bidestxistin.Veguheztina karbîdên dewlemend ên vanadyûm di heman demê de deformasyona plastîk a matrixa pola di dema hilkişînê de jî nîşan dide (Hêjî. 5e).Mîkrografên beşa xaçê ya nîşana cilê hebûna qulikên piçûk ên dor ên ku bi mîkroşkan ve hatine dorpêç kirin nîşan didin (Wêne. 5d), ku dibe ku ji ber deformasyona plastîk a zêde ya li nêzê rûxê be.Veguheztina materyalê berbi qadên oksîda aluminiumê ve sînorkirî bû, dema ku qalikan saxlem mabûn (Hêjîra 5g).
Firehbûn û kûrahiya cilê ya nimûneyan bi zêdebûna barkirinê (li 10 N) zêde bû, wekî ku di nexşeya topografya rûvî de (Hêjîrê. 6a) tê xuyang kirin.Abrasion û oksîdasyon hîn jî mekanîzmayên cilê yên serdest in, û zêdebûna hejmara mîkro-xurçikên li ser rêça cilê nîşan dide ku cilê sê-beş jî li 10 N çêdibe (Hêjîr. 6b).Analîza EDX çêbûna giravên oksîdê yên dewlemend ên hesin nîşan da.Pişkên Al di spektranan de piştrast kirin ku veguheztina maddeyê ji hevalbendê berbi nimûneyê li 10 N pêk hat (Hêl. 6c û Tablo 3), dema ku ew li 3 N nehat dîtin (Table 2).Kişandina sê laş ji ber perçeyên cilê yên ji giravên oksîdê û analogan pêk tê, ku li wir analîza EDX ya hûrgulî veguheztina materyalê ji analogan eşkere kir (Wêneya Pêvek S3 û Tablo S1).Pêşkeftina giravên oksîdê bi qulên kûr ve girêdayî ye, ku di 3N de jî tê dîtin (Hêjîrê 5).Şikandin û perçebûna karbîdan bi giranî di karbîdên ku bi 10 N Cr dewlemend in de çêdibin (Hêjî. 6e, f).Digel vê yekê, karbîdên V-ya bilind matrixa derdorê diherikînin û dixin, ku di encamê de dibe sedema cilê sê-beş.Çalek bi mezinahî û şeklê mîna ya karbîda V-ya bilind (bi xeleka sor hatî ronî kirin) jî di beşa xaça rêkê de xuya bû (binihêre analîza mezinahî û şeklê karbîdê. 3.1), nîşan dide ku V-ya bilind karbîd V dikare li 10 N ji matrixê biqelişe. Teşeyê dor ên karbîdên V-ya bilind tev li bandora kişandinê dibe, dema ku karbîdên bilind ên Cr yên aglomerated mêldarê şikestinê ne (Wêne. 6e, f).Ev tevgera têkçûnê nîşan dide ku matrix ji şiyana xwe ya li hember deformasyona plastîk derbas bûye û ku mîkroavahî hêza bandorê têra xwe li 10 N peyda nake. Şikandina vertîkal a di binê rûxê de (Hêl. 6d) tundiya deformasyona plastîk a ku di dema şemitînê de çêdibe nîşan dide.Her ku bar zêde dibe, veguheztina materyalê ji rêça westayî berbi topa aluminayê (Hêjîr. 6g) dibe, ku dikare li 10 N rewsa domdar be. Sedema bingehîn a kêmbûna nirxên CoF (Hêl. 3).
Profîla rûkalê (a) û fotomikrografên (b-f) yên topografya rûkalê xişkirî (b-f) ji pola zengarnegir martenzît-karbona bilind a ku bi EBA-yê di 10 N de hatî derman kirin, beşa xaça rê ya di moda BSE de (d) û rûyê mîkroskopa optîkî qada alumina li 10 N (g).
Di dema guheztinê de, rûerd di bin zextên pêçandî û şûştinê yên ku ji hêla antîbody ve têne çêkirin de, dibe sedema deformasyona plastîk a girîng a di binê rûbera xwar de34,48,49.Ji ber vê yekê, hişkbûna kar dikare ji ber deformasyona plastîk li binê rûxê çêbibe, ku bandorê li mekanîzmayên cil û deformasyonê yên ku behreya cilê ya materyalê diyar dikin dike.Ji ber vê yekê, nexşeya serhişkiya xaçerê (wekî ku di beşa 2.4-ê de tête diyar kirin) di vê lêkolînê de hate kirin da ku pêşkeftina herêmek deformasyonê ya plastîk (PDZ) li binê riya kincê wekî fonksiyonek barkirinê were destnîşankirin.Ji ber ku, wekî ku di beşên berê de hate destnîşan kirin, nîşanên zelal ên deformasyona plastîk li binê şopa cilê (Hêjîr. 5d, 6d) hatin dîtin, nemaze li 10 N.
Li ser hêjîrê.Xiflteya 7 diagramên serhişkiya xaçê ya nîşaneyên cilê yên HCMSS-ê yên ku bi ELP li 3 N û 10 N têne derman kirin nîşan dide. Hêjayî gotinê ye ku ev nirxên serhişkiyê wekî nîşanek ji bo nirxandina bandora hişkbûna xebatê hatine bikar anîn.Guhertina serhişkiya li jêr nîşana cilê ji 667 ber 672 HV li 3 N e (Hêjîrê. 7a), ku nîşan dide ku hişkbûna xebatê neguhêz e.Tê texmîn kirin, ji ber çareseriya kêm a nexşeya mîkrozehmetiyê (ango dûrahiya di navbera nîşanan de), rêbaza pîvandina serhişkiyê ya ku hatî sepandin nekare guhertinên di serhişkiyê de tespît bike.Berevajî vê, qadên PDZ yên bi nirxên serhişkiyê ji 677 heta 686 HV bi kûrahiya herî zêde 118 μm û dirêjahiya 488 μm li 10 N hatin dîtin (Wêne. 7b), ku bi firehiya rêça cilê re têkildar e ( Wêne 6a)).Daneyên bi vî rengî yên li ser guheztina mezinahiya PDZ-ê bi barkirinê re di lêkolînek kincê de li ser SS47 ku bi L-PBF ve hatî derman kirin de hate dîtin.Encam destnîşan dikin ku hebûna austenitê hilanîn bandorê li ser duristiya polayên ku bi lêzêdekirî têne çêkirin 3, 12, 50 dike, û austenîta ragirtî di dema deformasyona plastîk de vediguhere martensite (bandora plastîk a veguherîna qonaxê), ku karûbarê pola hişktir dike.pola 51. Ji ber ku nimûneya VCMSS austenite hilanîn li gorî şêwaza veqetandina tîrêjê ya rontgenê ya ku berê hatî behs kirin (Hêl. 2e), hate pêşniyar kirin ku austenite hilanîn di mîkrostrukturê de dikare di dema têkiliyê de veguhezîne martensite, bi vî rengî serhişkiya PDZ zêde bike. Wêne 7b).Wekî din, çêbûna şemitînê ya ku li ser rêça cilê çêdibe (Hêjî. 5e, 6f) di heman demê de deformasyona plastîk a ku ji ber şemitîna veqetandinê ya di bin çalakiya stresa şûştinê ya di pêwendiya şemitînê de çêdibe nîşan dide.Lêbelê, tansiyona qutbûnê ya ku di 3 N de çêdibe têrê nake ji bo hilberandina dravdanînek bilind a veqetandî an veguheztina austenite girtî ber bi martenzît ve ku bi rêbaza hatî bikar anîn tê dîtin, ji ber vê yekê hişkbûna xebatê tenê di 10 N de hate dîtin (Wêne. 7b).
Diagramên serhişkiya xaçerê yên rêçikên cilê yên ji polayê zengarnegir martenzît-karbona bilind ku di 3 N (a) û 10 N (b) de di bin makînekirina dakêşana elektrîkê de ne.
Vê lêkolînê behreya kincan û taybetmendiyên mîkrostrukturî yên pola zengarnegir martensîtîkî ya nû ya karbonê ya bilind ku bi ELR-ê ve hatî derman kirin destnîşan dike.Testên cilê hişk di hilkişînê de di bin barên cûrbecûr de hatin kirin, û nimûneyên xişandin bi karanîna mîkroskopiya elektronîkî, profîlometra lazer û nexşeyên hişkiya beşên xaçê yên şopên cilê hatin lêkolîn kirin.
Analîzên mîkroavahî dabeşbûnek yekreng a karbîdên bi naverokek zêde ya kromê (~ 18,2% karbîd) û vanadyûm (~ 4,3% karbîd) di matrixek martensîtê de eşkere kir û austenite bi mîkrozehmetiya nisbeten bilind ragirt.Mekanîzmayên cilê yên serdest xitimandin û oksîdasyon di barên kêm de ne, di heman demê de kincên sê laş ên ku ji hêla karbîdên bilind-V-ya dirêjkirî û oksîtên genim ên şêrîn ve têne çêkirin jî di zêdekirina baran de beşdar dibin.Rêjeya kinbûnê ji L-PBF û polayên zengarnegir ên austenîtîk ên bi makîneyên kevneşopî yên kevneşopî çêtir e, û tewra dişibihe ya polayên amûrên makînekirî yên EBM-ê yên di barkirina kêm de.Nirxa CoF bi zêdebûna barkirinê re ji ber veguheztina materyalê li laşê dijber kêm dibe.Bi karanîna rêbaza nexşeya serhişkiya xaçê, devera deformasyona plastîk li binê nîşana kincê tê xuyang kirin.Paqijkirina genim û veguheztinên qonaxê yên gengaz ên di matrixê de dikare bi karanîna belavbûna paşvekêşana elektronîkî ve were lêkolîn kirin da ku bandorên hişkbûna xebatê baştir fam bike.Çareseriya kêm a nexşeya mîkrozehmetiyê rê nade dîtina serhişkiya devera kincan di barên kêm ên sepandî de, ji ber vê yekê nanoindentation dikare bi karanîna heman rêbazê guheztinên serhişkiya çareseriya bilindtir peyda bike.
Vê lêkolînê ji bo yekem car analîzek berfireh a berxwedana liberxwedanê û taybetmendiyên kêşanê yên pola zengarnegir martenzîtîkî ya karbona bilind a ku bi ELR-ê ve hatî derman kirin pêşkêşî dike.Bi berçavgirtina azadiya sêwirana geometrîkî ya AM û îhtîmala kêmkirina gavên makînekirinê bi AM re, ev lêkolîn dikare rê li ber hilberandina vê materyalê nû û karanîna wê di cîhazên girêdayî cilê de ji şaftan bigire heya qalibên derziyê plastîk ên bi kanala sarbûna tevlihev veke.
Bhat, BN Materyal û Serîlêdanên Aerospace, vol.255 (Civata Aeronautics û Astronautics ya Amerîkî, 2018).
Bajaj, P. et al.Pola di hilberîna lêzêdekirî de: vekolînek mîkrostruktur û taybetmendiyên wê.alma mater.zanist.rêvename.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. and Passeggio, F. Di dema şemitandinê de xisar li rûbera cilê ya EN 3358 pêkhateyên hewaya zengarnegir.Biratî.Ed.Integra Strut.23, 127-135 (2012).
Debroy, T. et al.Hilberîna Pêvek a Pêkhateyên Metal - Pêvajo, Struktur û Performansa.bernamekirin.alma mater.zanist.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. û Emmelmann S. Hilberîna pêvekên metal.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM Navneteweyî.Termînolojiya standard ji bo teknolojiya hilberîna lêzêdeker.Hilberîna bilez.Profesorê alîkar.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.Taybetmendiyên mekanîkî û trîbolojîk ên polayê zengarnegir 316L - berhevdana helandina lazerê ya bijartî, zexta germ û avêtina kevneşopî.lê zêde bike.çêker.16, 81–89 (2017).
Bakhshwan, M., Myant, KW, Reddichoff, T., û Pham, Tevkariya Mîkrosaziya MS-ê ji bo Mekanîzmayên Xişîna Xişkayî û Anîsotropiyê ya 316L ya Stainless Steel Bi Zêdekirina Çêkirin.alma mater.dec.196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. û Tatlock GJ Bersiva mekanîkî û mekanîzmayên deformasyonê yên strukturên pola yên ku bi belavkirina oksîdê hesin hişk bûne ku bi helandina lazerê ya bijartî ve hatî girtin.kovar.87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI û Akhtar, F. Hêza mekanîkî ya bilindtir piştî dermankirina germê ya SLM 2507 li jûreyek û germahiya bilind, ku bi barîna sigmaya hişk/dilbar arîkar tê kirin.Metal (Basel).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., and Li, S. Mîkrostruktur, reaksiyona piştî germê, û taybetmendiyên trîbolojîk ên 3D-çapkirî yên 17-4 PH pola zengarnegir.Lixwekirina 456–457, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., and Zhang, L. Tevgera densîfîkasyonê, pêşkeftina mîkrostrukturê, û taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên pola zengarnegir TiC/AISI420 ku bi helandina lazerê ya bijartî hatine çêkirin.alma mater.dec.187, 1–13 (2020).
Zhao X. et al.Çêkirin û taybetmendîkirina pola zengarnegir AISI 420 bi karanîna helandina lazerê ya bijartî.alma mater.çêker.doz.30, 1283–1289 (2015).
Sun Y., Moroz A. û Alrbey K. Taybetmendiyên cil û bergên şemitandinê û tevgera korozyonê ya helbijartina lazerê ya hilbijartî ya polayê zengarnegir 316L.J. Alma mater.rêvename.dardekirin.23, 518–526 (2013).
Shibata, K. et al.Pevçûn û kişandina pola zengarnegir-doşek di bin rûnê rûnê [J] de.Tribiol.navxweyî 104, 183-190 (2016).