Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа.Та хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй хөтчийн хувилбарыг ашиглаж байна.Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer-д нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох).Нэмж дурдахад бид байнгын дэмжлэгийг хангахын тулд сайтыг ямар ч загвар, JavaScript-гүй харуулдаг.
Слайд бүрт гурван өгүүллийг харуулсан слайдерууд.Слайдуудын дундуур шилжихийн тулд буцах болон дараагийн товчлууруудыг, слайд бүрээр шилжихийн тулд төгсгөлд байрлах слайд хянагчийн товчлууруудыг ашиглана уу.
ASTM A240 304 316 зэвэрдэггүй ган дунд зэргийн зузаантай хавтанг хайчилж, өөрчлөх боломжтой Хятадын үйлдвэрийн үнэ
Материалын зэрэг: 201/304/304л/316/316л/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Төрөл: Феррит, Аустенит, Мартенсит, Дуплекс
Технологи: Хүйтэн цувисан ба Халуун цувисан
Сертификат: ISO9001, CE, SGS жил бүр
Үйлчилгээ: Гуравдагч талын туршилт
Хүргэлт: 10-15 хоногийн дотор эсвэл тоо хэмжээг харгалзан үзнэ
Зэвэрдэггүй ган нь хамгийн багадаа 10.5 хувийн хромын агууламжтай төмрийн хайлш юм.Хромын агууламж нь гангийн гадаргуу дээр хромын ислийн нимгэн хальс үүсгэдэг бөгөөд үүнийг идэвхгүйжүүлэх давхарга гэж нэрлэдэг.Энэ давхарга нь гангийн гадаргуу дээр зэврэлт үүсэхээс сэргийлдэг;Ган дахь хромын хэмжээ их байх тусам зэврэлтэнд тэсвэртэй байх болно.
Ган нь нүүрстөрөгч, цахиур, манган зэрэг олон тооны бусад элементүүдийг агуулдаг.Зэврэлтэнд тэсвэртэй (никель) болон хэлбэржих чадварыг (молибден) нэмэгдүүлэхийн тулд бусад элементүүдийг нэмж болно.
| Материалын хангамж: | ||||||||||||
| ASTM/ASME | EN зэрэглэл | Химийн бүрэлдэхүүн хэсэг % | ||||||||||
| C | Cr | Ni | Mn | P | S | Mo | Si | Cu | N | Бусад | ||
| 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 | - | - | - |
| 304л | 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 | - | - | - |
| 316л | 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 |
| 317л | 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 | - | - | - |
| 440С | 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 | - | - | Аль 0.75-1.50 |
| хэмжээ хангамж: | ||||||
| 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 |
Ойролцоогоор 22.5 боть агуулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн (HCMSS) зан төлөв.Хром (Cr) ба ванади (V) өндөр агууламжтай карбидуудыг электрон цацрагт хайлуулах (EBM) аргаар тогтооно.Бичил бүтэц нь мартенсит ба үлдэгдэл аустенит фазуудаас бүрдэх ба микроноос доош өндөр V ба микрон өндөр Cr карбидууд жигд тархсан, хатуулаг нь харьцангуй өндөр байдаг.Элэгдсэн замаас материалыг эсрэг бие рүү шилжүүлснээр тогтворжсон төлөвийн ачаалал нэмэгдэхийн хэрээр CoF ойролцоогоор 14.1%-иар буурдаг.Ижил аргаар боловсруулсан мартенсит багажийн гантай харьцуулахад HCMSS-ийн элэгдлийн түвшин бага ачаалалтай үед бараг ижил байна.Гол элэгдлийн механизм нь ган матрицыг элэгдэлд оруулан, дараа нь элэгдлийн замыг исэлдүүлэх явдал бөгөөд ачаалал ихсэх үед гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн зүлгүүрийн элэгдэл үүсдэг.Хөндлөн огтлолын хатуулгийн зураглалаар тодорхойлогдсон элэгдлийн сорвины доорх хуванцар деформацийн хэсгүүд.Элэгдлийн нөхцөл нэмэгдэхийн хэрээр үүсдэг өвөрмөц үзэгдлүүдийг карбидын хагарал, ванадийн карбидын өндөр хагарал, үхрийн хагарал гэж тодорхойлдог.Энэхүү судалгаа нь HCMSS-ийн нэмэлт үйлдвэрлэлийн элэгдлийн шинж чанарыг тодруулсан бөгөөд энэ нь босоо амнаас эхлээд хуванцар шахах хэв хүртэл элэгдэлд зориулсан EBM эд ангиудыг үйлдвэрлэх замыг нээж өгч чадна.
Зэвэрдэггүй ган (SS) нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, тохиромжтой механик шинж чанараараа сансар огторгуй, автомашин, хүнс болон бусад олон салбарт өргөн хэрэглэгддэг гангийн олон талт гэр бүл юм1,2,3.Тэдний зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь HC дахь хромын өндөр агууламжтай (11.5 жин %-иас дээш) учир гадаргуу дээр хромын өндөр агууламжтай оксидын хальс үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг1.Гэсэн хэдий ч ихэнх зэвэрдэггүй ган зэрэг нь нүүрстөрөгчийн агууламж багатай тул хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байх нь хязгаарлагдмал тул сансар огторгуйн буух эд анги зэрэг элэгдэлтэй холбоотой төхөөрөмжүүдийн ашиглалтын хугацааг богиносгодог4.Ихэвчлэн тэдгээр нь бага хатуулагтай (180-аас 450 HV-ийн хүрээнд), зөвхөн зарим дулааны боловсруулалттай мартенсит зэвэрдэггүй ган нь өндөр хатуулагтай (700 HV хүртэл), нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай (1.2 жин% хүртэл) байдаг бөгөөд энэ нь мартенсит үүсэх.1. Товчхондоо нүүрстөрөгчийн өндөр агууламж нь мартенситийн хувирлын температурыг бууруулж, бүрэн мартенситын бичил бүтэц үүсэх, өндөр хөргөлтийн хурдаар элэгдэлд тэсвэртэй бичил бүтцийг олж авах боломжийг олгодог.Матрицын элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд хатуу фазуудыг (жишээлбэл, карбид) нэмж болно.
Нэмэлт үйлдвэрлэл (AM) -ийг нэвтрүүлснээр хүссэн найрлага, бичил бүтэц, дээд зэргийн механик шинж чанар бүхий шинэ материалыг үйлдвэрлэх боломжтой болно5,6.Жишээлбэл, хамгийн арилжааны нэмэлт гагнуурын процессуудын нэг болох нунтаг давхарга хайлуулах (PBF) нь лазер эсвэл электрон цацраг гэх мэт дулааны эх үүсвэрийг ашиглан нунтаг хайлуулах замаар нягт хэлбэртэй хэсгүүдийг бий болгохын тулд урьдчилан хайлштай нунтагыг хуримтлуулах явдал юм.Нэмэлт аргаар боловсруулсан зэвэрдэггүй ган эд анги нь уламжлалт аргаар хийсэн эд ангиудыг давж чаддаг болохыг хэд хэдэн судалгаагаар харуулсан.Жишээлбэл, нэмэлт боловсруулалтанд хамрагдсан аустенит зэвэрдэггүй ган нь нарийн бичил бүтэцтэй (өөрөөр хэлбэл Холл-Петчийн хамаарал)3,8,9-ийн улмаас механик шинж чанараараа илүү сайн байдаг нь нотлогдсон.AM-аар боловсруулсан феррит зэвэрдэггүй гангийн дулааны боловсруулалт нь ердийн ижил төстэй механик шинж чанарыг хангадаг нэмэлт тунадас үүсгэдэг3,10.Нэмэлт боловсруулалтаар боловсруулсан өндөр бат бэх, хатуулаг бүхий хоёр фазын зэвэрдэггүй ганг ашигласан бөгөөд механик шинж чанар нь бичил бүтэц дэх хромоор баялаг intermetallic фазын ачаар сайжирсан11.Нэмж дурдахад нэмэлтээр хатуурсан мартенсит ба PH зэвэрдэггүй гангийн механик шинж чанарыг сайжруулж, бичил бүтэц дэх үлдсэн аустенитийг хянаж, боловсруулалт, дулааны боловсруулалтын 3,12,13,14 параметрүүдийг оновчтой болгох замаар олж авах боломжтой.
Өнөөдрийг хүртэл AM аустенит зэвэрдэггүй гангийн трибологийн шинж чанарууд нь бусад зэвэрдэггүй гангаас илүү анхаарал хандуулж ирсэн.316L-ээр эмчилсэн нунтаг (L-PBF) давхаргад лазер хайлах трибологийн шинж чанарыг AM боловсруулах параметрийн функцээр судалсан.Скан хийх хурдыг багасгах эсвэл лазерын хүчийг нэмэгдүүлэх замаар сүвэрхэг чанарыг багасгах нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг болохыг харуулсан15,16.Li et al.17 хуурай гулсах элэгдлийг янз бүрийн үзүүлэлтээр (ачаалал, давтамж, температур) туршсан бөгөөд тасалгааны температурын элэгдэл нь элэгдлийн гол механизм бөгөөд гулсалтын хурд болон температурын өсөлт исэлдэлтийг дэмждэг болохыг харуулсан.Үүссэн оксидын давхарга нь холхивчийн ажиллагааг хангаж, температур нэмэгдэх тусам үрэлт буурч, өндөр температурт элэгдлийн хурд нэмэгддэг.Бусад судалгаанд TiC18, TiB219, SiC20 тоосонцорыг L-PBF-ээр боловсруулсан 316L матрицад нэмснээр хатуу хэсгүүдийн эзлэхүүний эзлэхүүний хэмжээ нэмэгдэж, нягт ажлын хатуурсан үрэлтийн давхарга үүсгэн элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулсан.Хамгаалалтын ислийн давхарга нь L-PBF12 боловсруулсан PH ган болон SS11 давхар ган зэрэгт мөн ажиглагдсан нь хадгалсан аустенитийг дулааны дараах боловсруулалтаар хязгаарлах12 нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулж болохыг харуулж байна.Энд нэгтгэн дүгнэснээр уран зохиол нь 316L SS цувралын трибологийн гүйцэтгэлд голчлон чиглэгддэг бол илүү өндөр нүүрстөрөгчийн агууламжтай мартенситийн нэмэлтээр үйлдвэрлэсэн зэвэрдэггүй гангийн трибологийн гүйцэтгэлийн талаархи мэдээлэл бага байдаг.
Электрон туяа хайлуулах (EBM) нь өндөр температурт хүрэх, скан хийх хурдтай учраас өндөр ванади, хромын карбид зэрэг галд тэсвэртэй карбидууд бүхий бичил бүтэц үүсгэх чадвартай L-PBF-тэй төстэй техник юм 21, 22. Зэвэрдэггүй материалд EBM боловсруулах талаар одоо байгаа ном зохиолууд ган нь голчлон ЭХМ-ийн боловсруулалтын оновчтой параметрүүдийг тодорхойлоход голчлон анхаарч, хагарал, нүх сүвгүй бичил бүтцийг олж авах, механик шинж чанарыг сайжруулахад чиглэгддэг23, 24, 25, 26, гангаар боловсруулсан зэвэрдэггүй гангийн трибологийн шинж чанарууд дээр ажилладаг.Одоогийн байдлаар ELR-ээр боловсруулсан нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн механизмыг хязгаарлагдмал нөхцөлд судалж, зүлгүүрийн (зүлгүүрийн туршилт), хуурай, шаварлаг элэгдлийн нөхцөлд хүчтэй хуванцар деформаци үүссэн гэж мэдээлсэн байна27.
Энэхүү судалгаа нь доор тайлбарласан хуурай гулсалтын нөхцөлд ELR-ээр боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн эсэргүүцэл ба үрэлтийн шинж чанарыг судалсан.Нэгдүгээрт, микро бүтцийн шинж чанаруудыг сканнердах электрон микроскоп (SEM), эрчим хүчний тархалттай рентген спектроскопи (EDX), рентген туяаны дифракц, зургийн шинжилгээ ашиглан тодорхойлсон.Эдгээр аргуудын тусламжтайгаар олж авсан өгөгдлийг дараа нь янз бүрийн ачааллын дор хуурай поршений туршилтаар трибологийн зан төлөвийг ажиглах үндэс болгон ашигладаг бөгөөд эцэст нь SEM-EDX болон лазер профилометр ашиглан элэгдсэн гадаргуугийн морфологийг шалгадаг.Элэгдлийн хэмжээг тоолж, ижил төрлийн мартенситтэй багажийн гантай харьцуулсан.Энэхүү SS системийг ижил төрлийн эмчилгээтэй илүү түгээмэл хэрэглэгддэг элэгдлийн системтэй харьцуулах үндэслэлийг бий болгохын тулд үүнийг хийсэн.Эцэст нь, элэгдлийн замын хөндлөн огтлолын зургийг хатуулгийн зураглалын алгоритм ашиглан харуулсан бөгөөд энэ нь контактын үед үүсэх хуванцар хэв гажилтыг харуулж байна.Энэ судалгаанд зориулсан трибологийн туршилтууд нь энэхүү шинэ материалын трибологийн шинж чанарыг илүү сайн ойлгохын тулд хийгдсэн бөгөөд тодорхой хэрэглээг дуурайх зорилгоор хийгдсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Энэхүү судалгаа нь хатуу ширүүн орчинд ажиллах шаардлагатай элэгдэлд зориулагдсан шинэ нэмэлтээр үйлдвэрлэсэн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн трибологийн шинж чанарыг илүү сайн ойлгоход хувь нэмэр оруулдаг.
Vibenite® 350 брэндийн ELR-ээр боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн (HCMSS) дээжийг Шведийн VBN Components AB компани боловсруулж нийлүүлсэн.Дээжний нэрлэсэн химийн найрлага: 1.9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (жин.%).Эхлээд олж авсан тэгш өнцөгт сорьцоос (42 мм × 22 мм × 7 мм) хуурай гулсах сорьцыг цахилгаан цэнэгийн боловсруулалт (EDM) ашиглан дулааны дараах боловсруулалтгүйгээр хийсэн.Дараа нь дээжийг 240-2400 R ширхэгтэй SiC зүлгүүрээр дараалан нунтаглаж 0.15 мкм орчим гадаргуугийн тэгш бус байдлыг (Ra) олж авна.Нэмж дурдахад 1.5 С, 4.0 Кр, 2.5 Мо, 2.5 Вт, 4.0 В, 85.5 Fe (жин. .%) (худалдааны нэрээр нэрлэсэн химийн найрлагатай) EBM-ээр боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит багажийн ган (HCMTS) сорьцууд. Vibenite® 150) Мөн ижил аргаар бэлтгэсэн.HCMTS нь эзэлхүүнээрээ 8% карбидыг агуулдаг бөгөөд зөвхөн HCMSS-ийн элэгдлийн хурдны өгөгдлийг харьцуулахад ашиглагддаг.
HCMSS-ийн бичил бүтцийн шинж чанарыг Oxford Instruments компанийн эрчим хүчний тархалттай рентген (EDX) XMax80 детектороор тоноглогдсон SEM (FEI Quanta 250, АНУ) ашиглан гүйцэтгэсэн.3500 μm2 багтаамжтай санамсаргүй гурван фото микрографийг буцаан тархсан электрон (BSE) горимд авч, дараа нь зургийн анализ (ImageJ®)28 ашиглан дүн шинжилгээ хийж, талбайн фракц (өөрөөр хэлбэл эзлэхүүний хэсэг), хэмжээ, хэлбэрийг тодорхойлсон.Ажиглагдсан шинж чанарын морфологийн улмаас талбайн хэсгийг эзлэхүүний фракцтай тэнцүү хэмжээгээр авсан.Нэмж дурдахад карбидын хэлбэрийн коэффициентийг хэлбэрийн коэффициентийн тэгшитгэл (Shfa) ашиглан тооцоолно.
Энд Ai нь карбидын талбай (мкм2), Pi нь карбидын периметр (мкм) юм29.Фазуудыг тодорхойлохын тулд Co-Kα цацраг (λ = 1.79026 Å) бүхий рентген дифрактометр (Bruker D8 Discover, LynxEye 1D зурвас илрүүлэгч) ашиглан нунтаг рентген дифракц (XRD) хийсэн.Дээжийг 2θ мужид 35 ° -аас 130 ° хооронд сканнердаж, алхамын хэмжээ 0.02 °, алхамын хугацаа 2 секунд байна.XRD өгөгдөлд 2021 онд талстографийн мэдээллийн санг шинэчилсэн Diffract.EVA программ хангамжийг ашиглан дүн шинжилгээ хийсэн. Үүнээс гадна бичил хатуулаг тодорхойлоход Vickers хатуулаг шалгагч (Struers Durascan 80, Австри) ашигласан.ASTM E384-17 30 стандартын дагуу металлографийн аргаар бэлтгэсэн дээж дээр 5 кгф-д 10 секундын турш 0.35 мм-ийн алхмаар 30 зураг хэвлэв.Зохиогчид HCMTS31-ийн бичил бүтцийн онцлогийг өмнө нь тодорхойлсон.
Бөмбөг хавтангийн трибометрийг (Брукер универсал механик шалгагч Tribolab, АНУ) хуурай поршений элэгдлийн туршилтыг хийхэд ашигласан бөгөөд түүний тохиргоог өөр газар дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно31.Туршилтын параметрүүд нь дараах байдалтай байна: стандарт 32 ASTM G133-05, ачаалал 3 N, давтамж 1 Гц, цус харвалт 3 мм, үргэлжлэх хугацаа 1 цаг.Чехийн Redhill Precision компаниас нийлүүлсэн 10 мм диаметртэй, 1500 HV орчим макро хатуулагтай, 0.05 мкм орчим гадаргуугийн барзгар (Ra) хөнгөн цагаан ислийн бөмбөлөгүүдийг (Al2O3, нарийвчлалын анги 28/ISO 3290) сөрөг жин болгон ашигласан. .Тэнцвэржүүлэлтийг тэнцвэржүүлснээс болж үүсч болох исэлдэлтийн нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэх, элэгдлийн хүнд нөхцөлд сорьцын элэгдлийн механизмыг илүү сайн ойлгохын тулд сонгосон.Элэгдлийн хурдны өгөгдлийг одоо байгаа судалгаатай харьцуулахын тулд туршилтын параметрүүд нь Ref.8-тай ижил байна гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Нэмж дурдахад, өндөр ачаалалтай үед трибологийн гүйцэтгэлийг шалгахын тулд 10 Н-ийн ачаалалтай хэд хэдэн ээлжийн туршилтыг явуулсан бол бусад туршилтын параметрүүд тогтмол хэвээр байна.Hertz-ийн дагуу контактын эхний даралт нь 3 Н ба 10 Н-д тус тус 7.7 МПа ба 11.5 МПа байна.Элэгдлийн туршилтын явцад үрэлтийн хүчийг 45 Гц давтамжтайгаар бүртгэж, үрэлтийн дундаж коэффициентийг (CoF) тооцоолсон.Ачаалал бүрийн хувьд орчны нөхцөлд гурван хэмжилт хийсэн.
Элэгдлийн замыг дээр дурдсан SEM ашиглан шалгаж, EMF шинжилгээг Aztec Acquisition элэгдлийн гадаргуугийн шинжилгээний программ хангамжийг ашиглан хийсэн.Хосолсон кубын элэгдсэн гадаргууг оптик микроскоп (Keyence VHX-5000, Япон) ашиглан шалгасан.Контактгүй лазер профилатор (NanoFocus µScan, Герман) элэгдлийн тэмдгийг z тэнхлэгийн дагуу ±0.1 μм, x ба y тэнхлэгийн дагуу 5 μм-ийн босоо нарийвчлалтайгаар сканнердсан.Профайлын хэмжилтээс авсан x, y, z координатуудыг ашиглан элэгдлийн сорвины гадаргуугийн профайлын зургийг Matlab®-д үүсгэсэн.Гадаргуугийн профилын зураглалаас гаргаж авсан хэд хэдэн босоо элэгдлийн замын профайлыг элэгдлийн зам дээрх элэгдлийн эзэлхүүний алдагдлыг тооцоолоход ашигладаг.Эзлэхүүний алдагдлыг утасны профилын дундаж хөндлөн огтлолын хэмжээ ба элэгдлийн замын уртын үржвэрээр тооцсон бөгөөд энэ аргын нэмэлт мэдээллийг зохиогчид өмнө нь тайлбарласан болно33.Эндээс элэгдлийн тодорхой хурдыг (k) дараах томъёогоор гаргана.
Энд V нь элэгдлээс үүсэх эзэлхүүний алдагдал (мм3), W нь ачаалал (N), L нь гулсалтын зай (мм), k нь элэгдлийн хувийн хурд (мм3/Нм)34.HCMSS-ийн үрэлтийн өгөгдөл болон гадаргуугийн профилын зургийг HCMSS-ийн элэгдлийн түвшинг харьцуулах нэмэлт материалд (нэмэлт зураг S1 ба Зураг S2) оруулсан болно.
Энэхүү судалгаанд элэгдлийн бүсийн хуванцар хэв гажилтыг (жишээ нь контактын даралтын улмаас ажлын хатуурал) харуулахын тулд элэгдлийн замын хөндлөн огтлолын хатуулгийн зургийг ашигласан.Өнгөлсөн дээжийг хөнгөн цагаан исэл хайчлах дугуйгаар зүсэх машин (Struers Accutom-5, Австри) дээр зүсэж, дээжийн зузаанын дагуу 240-4000 P зэрэглэлийн SiC зүлгүүрээр өнгөлсөн.ASTM E348-17 стандартын дагуу 0.5 кгф 10 секунд ба 0.1 мм зайд бичил хатуулгийн хэмжилт.Хэвлэмэлүүдийг гадаргуугаас ойролцоогоор 60 μм гүнд 1.26 × 0.3 мм2 тэгш өнцөгт торонд байрлуулсан (Зураг 1), дараа нь өөр газар тайлбарласан Matlab® кодыг ашиглан хатуулгийн зураглалыг гаргав35.Түүнчлэн элэгдлийн бүсийн хөндлөн огтлолын бичил бүтцийг SEM ашиглан шалгасан.
Хөндлөн огтлолын байрлалыг харуулсан элэгдлийн тэмдгийн бүдүүвч (a) ба хөндлөн огтлолын (b) хэсэгт тодорхойлсон тэмдгийг харуулсан хатуулгийн зургийн оптик микрографик.
ELP-ээр эмчилсэн HCMSS-ийн бичил бүтэц нь матрицаар хүрээлэгдсэн нэгэн төрлийн карбидын сүлжээнээс бүрдэнэ (Зураг 2a, b).EDX шинжилгээгээр саарал ба бараан карбидууд нь хром, ванадигаар баялаг карбидууд байсныг харуулсан (Хүснэгт 1).Зургийн шинжилгээгээр тооцоолсон карбидын эзлэхүүний эзлэхүүнийг ~22.5% (~18.2% өндөр хромын карбид ба ~4.3% өндөр ванадийн карбид) гэж тооцоолсон.Стандарт хазайлттай үр тарианы дундаж хэмжээ нь V ба Cr-аар баялаг карбидын хувьд 0.64 ± 0.2 мкм ба 1.84 ± 0.4 мкм байна (Зураг 2c, d).Өндөр V карбидууд нь 0.88±0.03 орчим хэлбэрийн коэффициенттэй (±SD) дугуй хэлбэртэй байх хандлагатай байдаг, учир нь хэлбэрийн хүчин зүйлийн утга нь 1-тэй ойролцоо байгаа нь дугуй карбидуудтай тохирч байна.Үүний эсрэгээр, өндөр хромын карбидууд нь төгс бөөрөнхий биш, хэлбэрийн хүчин зүйл нь ойролцоогоор 0.56 ± 0.01 бөгөөд энэ нь бөөгнөрөлтэй холбоотой байж болно.Мартенсит (α, bcc) болон хадгалагдсан аустенит (γ', fcc) дифракцийн оргилууд HCMSS-ийн рентген зураг дээр 2e-р зурагт үзүүлсэн шиг илэрсэн.Үүнээс гадна рентген зураг нь хоёрдогч карбид байгааг харуулж байна.Өндөр хромын карбидыг M3C2 ба M23C6 төрлийн карбид гэж тодорхойлсон.Уран зохиолын мэдээллээс үзэхэд VC карбидын дифракцийн 36,37,38 оргилыг ≈43° ба 63°-д бүртгэсэн нь VC оргилууд нь хромоор баялаг карбидын M23C6 оргилуудаар далдлагдсан болохыг харуулж байна (Зураг 2e).
EBL (a) бага, (б) өндөр өсгөлтөөр боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн бичил бүтэц нь хром, ванадиар баялаг карбидууд болон зэвэрдэггүй ган матрицыг (электроныг эргүүлэх горим) харуулж байна.Хромоор баялаг (c) ба ванадигаар баялаг (d) карбидын ширхэгийн хэмжээтэй тархалтыг харуулсан баганан график.Рентген зураг нь микро бүтцэд мартенсит, хадгалагдсан аустенит, карбид байгааг харуулж байна (d).
Дундаж бичил хатуулаг нь 625.7 + 7.5 HV5 бөгөөд дулааны боловсруулалт хийлгүйгээр уламжлалт аргаар боловсруулсан мартенсит зэвэрдэггүй ган (450 HV) 1-тэй харьцуулахад харьцангуй өндөр хатуулаг харуулж байна.Өндөр V карбид ба өндөр Cr карбидын наноинтентын хатуулаг нь тус тус 12-32.5 GPa39 ба 13-22 GPa40 хооронд байна.Тиймээс ELP-ээр боловсруулсан HCMSS-ийн өндөр хатуулаг нь карбидын сүлжээ үүсэхийг дэмждэг нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай холбоотой юм.Тиймээс ELP-ээр эмчилсэн HSMSS нь нэмэлт дулааны дараах боловсруулалт хийлгүйгээр сайн бичил бүтэц, хатуулагтай байдаг.
3 N ба 10 N-ийн дээжийн үрэлтийн дундаж коэффициент (CoF) муруйг Зураг 3-т үзүүлэв, үрэлтийн хамгийн бага ба хамгийн их утгын хүрээг тунгалаг сүүдэрээр тэмдэглэв.Муруй бүр нь гүйлтийн үе ба тогтвортой төлөвийн үе шатыг харуулдаг.Үрэлт зогсох үед фазын тогтвортой төлөвт орохоос өмнө гүйлтийн үе шат нь 0.41 ± 0.24.3 N-ийн CoF (±SD)-тай 1.2 м-т, 0.71 ± 0.16.10 Н-ийн CoF-тэй 3.7 м-т дуусна.хурдан өөрчлөгддөггүй.Холбоо барих талбай бага, анхны хуванцар хэв гажилтын улмаас үрэлтийн хүч 3 Н ба 10 Н-ийн үед гүйлтийн үе шатанд хурдацтай нэмэгдэж, 10 Н-д илүү их үрэлтийн хүч, гулсалтын зай илүү урт болсон. 3 N-тэй харьцуулахад гадаргуугийн эвдрэл өндөр байна.3 N ба 10 N-ийн хувьд суурин үе дэх CoF утга нь тус тус 0.78 ± 0.05 ба 0.67 ± 0.01 байна.CoF нь 10 Н-д бараг тогтвортой бөгөөд 3 Н-д аажмаар нэмэгддэг. Хязгаарлагдмал ном зохиолд L-PBF-ээр боловсруулсан зэвэрдэггүй гангийн CoF нь бага ачаалалтай үед керамик урвалын биетэй харьцуулахад 0.5-аас 0.728, 20, 42 хооронд хэлбэлздэг. Энэ судалгаанд хэмжсэн CoF утгатай сайн тохирч байна.Тогтвортой төлөвт ачаалал нэмэгдэхийн хэрээр CoF-ийн бууралт (ойролцоогоор 14.1%) нь элэгдэлд орсон гадаргуу ба эсрэг талын хоорондох интерфэйс дээр үүссэн гадаргуугийн доройтолтой холбоотой байж болох бөгөөд энэ нь гадаргуугийн дүн шинжилгээ хийх замаар дараагийн хэсэгт авч үзэх болно. өмссөн дээжүүд.
3 N ба 10 N-ийн гулсах зам дээр ELP-ээр эмчилсэн VSMSS сорьцын үрэлтийн коэффициент, муруй бүрт хөдөлгөөнгүй үе шатыг тэмдэглэв.
HKMS (625.7 HV) элэгдлийн тодорхой хувь хэмжээг 3 N ба 10 Н-д тус тус 6.56 ± 0.33 × 10-6 мм3/Нм ба 9.66 ± 0.37 × 10-6 мм3/Нм гэж тооцсон (Зураг 4).Тиймээс ачаалал нэмэгдэхийн хэрээр элэгдлийн хурд нэмэгддэг нь L-PBF болон PH SS17,43-аар боловсруулсан аустенитийн талаарх одоо байгаа судалгаатай сайн тохирч байна.Трибологийн ижил нөхцөлд 3 Н-ийн элэгдлийн хурд нь өмнөх тохиолдлын адил L-PBF (k = 3.50 ± 0.3 × 10-5 мм3 / Нм, 229 HV) боловсруулсан аустенит зэвэрдэггүй гангийн тавны нэг орчим байна. .8. Үүнээс гадна HCMSS-ийн элэгдлийн хурд 3 N-д ердийн аргаар боловсруулсан аустенит зэвэрдэггүй гангаас хамаагүй бага, ялангуяа өндөр изотропик дарагдсан гангаас (k = 4.20 ± 0.3 × 10-5 мм3) өндөр байв./Нм, 176 HV) болон цутгамал (k = 4.70 ± 0.3 × 10-5 мм3 / Нм, 156 HV) тус тус 8 аустенитийн зэвэрдэггүй гангаар хийсэн.Уран зохиолын эдгээр судалгаатай харьцуулахад HCMSS-ийн элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь нүүрстөрөгчийн өндөр агууламж, үүссэн карбидын сүлжээтэй холбоотой бөгөөд энэ нь нэмэлт аргаар боловсруулсан аустенит зэвэрдэггүй гангаас илүү хатуулагтай байдаг.HCMSS сорьцын элэгдлийн хурдыг цаашид судлахын тулд ижил аргаар боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит багажийн ган (HCMTS) сорьцыг (790 HV хатуулагтай) ижил нөхцөлд (3 Н ба 10 Н) харьцуулах зорилгоор туршсан;Нэмэлт материал бол HCMTS-ийн гадаргуугийн профайлын зураг юм (нэмэлт зураг S2).HCMSS-ийн элэгдлийн хурд (k = 6.56 ± 0.34 × 10-6 мм3 / Нм) нь 3 Н (k = 6.65 ± 0.68 × 10-6 мм3 / Нм) дээр HCMTS-ийн элэгдлийн хурдтай бараг ижил байдаг бөгөөд энэ нь элэгдэлд маш сайн тэсвэртэй болохыг харуулж байна. .Эдгээр шинж чанарууд нь голчлон HCMSS-ийн бичил бүтцийн онцлогтой холбоотой байдаг (өөрөөр хэлбэл, 3.1-р хэсэгт тайлбарласны дагуу матриц дахь карбидын тоосонцрын өндөр агууламж, хэмжээ, хэлбэр, тархалт).Өмнө дурьдсанчлан31,44 карбидын агууламж нь элэгдлийн сорвины өргөн, гүн болон бичил зүлгүүрийн элэгдлийн механизмд нөлөөлдөг.Гэсэн хэдий ч карбидын агууламж нь 10 Н-ийн хэмжигдэхүүнийг хамгаалахад хангалтгүй тул элэгдэл ихэсдэг.Дараах хэсэгт элэгдлийн гадаргуугийн морфологи ба топографийг HCMSS-ийн элэгдлийн хурдад нөлөөлдөг үндсэн элэгдэл, хэв гажилтын механизмыг тайлбарлахад ашиглана.10 N-д VCMSS-ийн элэгдлийн хурд (k = 9.66 ± 0.37 × 10-6 мм3 / Нм) нь VKMTS (k = 5.45 ± 0.69 × 10-6 мм3 / Нм) -ээс өндөр байна.Эсрэгээр эдгээр элэгдлийн түвшин нэлээд өндөр хэвээр байна: ижил төстэй туршилтын нөхцөлд хром ба стелит дээр суурилсан бүрээсний элэгдэл нь HCMSS45,46-аас бага байна.Эцэст нь хөнгөн цагааны ислийн өндөр хатуулагтай (1500 HV) учир хосолсон элэгдлийн хурд нь маш бага байсан бөгөөд дээжээс хөнгөн цагаан бөмбөлөг рүү материал шилжүүлэх шинж тэмдэг илэрсэн.
Өндөр нүүрстөрөгчийн мартенситтэй зэвэрдэггүй ган (HMCSS), өндөр нүүрстөрөгчийн мартенситтэй багажийн ган (HCMTS) ба L-PBF-ийн ELR боловсруулалт, янз бүрийн хэрэглээнд аустенитийн зэвэрдэггүй ган (316LSS) цутгах ба өндөр изотропик даралтын (HIP) боловсруулалтын тусгай элэгдэл. хурдыг ачаалж байна.Тархалтын график нь хэмжилтийн стандарт хазайлтыг харуулж байна.Аустенитийн зэвэрдэггүй гангийн өгөгдлийг 8-аас авсан.
Хром, стелит зэрэг хатуу хучилтууд нь нэмэлт аргаар боловсруулсан хайлшийн системээс илүү элэгдэлд тэсвэртэй байх боломжтой боловч нэмэлт боловсруулалт нь (1) ялангуяа олон төрлийн нягтралтай материалын бичил бүтцийг сайжруулж чадна.төгсгөл хэсгийн үйл ажиллагаа;(3) шингэний динамик холхивч гэх мэт гадаргуугийн шинэ топологи бий болгох.Үүнээс гадна AM нь геометрийн дизайны уян хатан байдлыг санал болгодог.Энэхүү судалгаа нь ялангуяа шинэлэг бөгөөд чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь одоогийн уран зохиол маш хязгаарлагдмал байгаа EBM бүхий шинээр боловсруулсан металлын хайлшуудын элэгдлийн шинж чанарыг тодруулахад чухал ач холбогдолтой юм.
Элэгдсэн гадаргуугийн морфологи ба 3 N-д элэгдсэн дээжийн морфологийг Зураг дээр үзүүлэв.5, гол элэгдлийн механизм нь элэгдэл, дараа нь исэлдэлт юм.Нэгдүгээрт, гангийн субстратыг хуванцараар гажигтай болгож, дараа нь гадаргуугийн профайлд үзүүлсэн шиг 1-3 микрон гүнтэй ховил үүсгэдэг (Зураг 5а).Тасралтгүй гулсалтын үр дүнд үүссэн үрэлтийн дулааны улмаас зайлуулсан материал нь трибологийн системийн интерфейс дээр үлдэж, өндөр хром, ванадийн карбидыг тойрсон өндөр төмрийн исэл бүхий жижиг арлуудаас бүрдсэн трибологийн давхарга үүсгэдэг (Зураг 5б ба Хүснэгт 2).), мөн L-PBF15,17-ээр боловсруулсан аустенит зэвэрдэггүй гангийн талаар мэдээлсэн.Зураг дээр.5c нь элэгдлийн сорвины төвд хүчтэй исэлдэлт явагдаж байгааг харуулж байна.Тиймээс үрэлтийн давхарга үүсэх нь үрэлтийн давхарга (өөрөөр хэлбэл, исэл давхарга) (Зураг. 5f) устгах замаар хөнгөвчлөх, эсвэл материалыг зайлуулах бичил бүтцийн дотор сул хэсэгт тохиолддог, улмаар материалыг зайлуулах хурдасгах.Аль ч тохиолдолд үрэлтийн давхаргын эвдрэл нь интерфэйс дээр элэгдлийн бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь тогтвортой байдалд 3N (Зураг 3) CoF нэмэгдэх хандлагатай байх шалтгаан байж болно.Үүнээс гадна элэгдлийн зам дээр исэл ба сул элэгдлийн тоосонцороос үүссэн гурван хэсгийн элэгдлийн шинж тэмдэг илэрдэг бөгөөд энэ нь эцсийн эцэст субстрат дээр бичил зураас үүсэхэд хүргэдэг (Зураг 5б, д)9,12,47.
3 Н-д ELP-ээр боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн гадаргуугийн морфологийн гадаргуугийн профиль (a) ба фото бичил зураг (b-f), BSE горим дахь элэгдлийн тэмдгийн хөндлөн огтлол (d) ба элэгдлийн оптик микроскоп. гадаргуу нь 3 N (г) хөнгөн цагааны бөмбөрцөгт .
Ган дэвсгэр дээр үүссэн гулсалтын туузууд нь элэгдлийн улмаас хуванцар хэв гажилтыг илтгэнэ (Зураг 5e).Үүнтэй төстэй үр дүнг L-PBF-ээр боловсруулсан SS47 аустенитийн гангийн элэгдлийн шинж чанарыг судлах явцад олж авсан.Ванадигаар баялаг карбидын чиглэлийг өөрчлөх нь гулсах үед ган матрицын хуванцар деформацийг илтгэнэ (Зураг 5e).Элэгдлийн тэмдгийн хөндлөн огтлолын бичил зураг нь бичил хагарлаар хүрээлэгдсэн жижиг дугуй нүх байгааг харуулж байна (Зураг 5d), энэ нь гадаргуугийн ойролцоо хэт хуванцар хэв гажилттай холбоотой байж болох юм.Хөнгөн цагааны ислийн бөмбөрцөгт материалын шилжилт хязгаарлагдмал байсан бол бөмбөрцөг бүрэн бүтэн хэвээр байв (Зураг 5г).
Дээжийн өргөн ба элэгдлийн гүн нь гадаргын топографийн зурагт үзүүлсэн шиг ачаалал ихсэх тусам (10 N-д) нэмэгдсэн (Зураг 6а).Элэгдэл ба исэлдэлт нь элэгдлийн гол механизм хэвээр байгаа бөгөөд элэгдлийн зам дээрх бичил зураасны тоо ихсэх нь 10 Н-д гурван хэсгийн элэгдэл мөн тохиолдож байгааг харуулж байна (Зураг 6б).EDX шинжилгээгээр төмрөөр баялаг ислийн арлууд үүссэнийг харуулсан.Спектр дэх Al оргилууд нь эсрэг талын бодисоос дээж рүү шилжих нь 10 Н-д (Зураг 6в ба Хүснэгт 3) явагдсан бол 3 Н-д ажиглагдаагүй (Хүснэгт 2) болохыг баталсан.Гурван биеийн элэгдэл нь ислийн арлууд болон аналогийн элэгдлийн тоосонцороос үүдэлтэй бөгөөд EDX-ийн нарийвчилсан шинжилгээгээр аналогиас материал шилжсэнийг илрүүлсэн (Нэмэлт Зураг S3 ба Хүснэгт S1).Оксидын арлуудын хөгжил нь гүний нүхтэй холбоотой бөгөөд энэ нь мөн 3N-д ажиглагддаг (Зураг 5).Карбидын хагарал, хуваагдал нь ихэвчлэн 10 N Cr-ээр баялаг карбидуудад тохиолддог (Зураг 6e, f).Үүнээс гадна өндөр V карбидууд нь эргэн тойрон дахь матрицыг үрж, элэгдэлд оруулдаг бөгөөд энэ нь эргээд гурван хэсэг элэгдэлд хүргэдэг.Хэмжээ, хэлбэрийн хувьд өндөр V карбидын (улаан дугуйгаар тодруулсан) нүхтэй төстэй нүх мөн замын хөндлөн огтлолд (Зураг 6d) гарч ирэв (карбидын хэмжээ, хэлбэрийн шинжилгээг үзнэ үү. 3.1), энэ нь өндөр V карбид байгааг харуулж байна. карбид V нь 10 Н-д матрицаас салж болно. Өндөр V карбидын дугуй хэлбэр нь татах нөлөө үзүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг бол бөөгнөрсөн өндөр Cr карбидууд нь хагарах хандлагатай байдаг (Зураг 6e, f).Энэхүү эвдрэлийн зан байдал нь матриц нь хуванцар хэв гажилтыг тэсвэрлэх чадвараа хэтрүүлсэн бөгөөд бичил бүтэц нь 10 Н-д хангалттай нөлөөллийн бат бэхийг хангаж чадахгүй байгааг харуулж байна. Гадаргуугийн доорх босоо хагарал (Зураг 6d) нь гулсах явцад үүсдэг хуванцар хэв гажилтын эрчмийг харуулж байна.Ачаалал ихсэх тусам материал нь элэгдсэн замаас хөнгөн цагааны бөмбөлөг рүү шилжинэ (Зураг 6г), энэ нь 10 Н-д тогтвортой байдалд байж болно. CoF-ийн утга буурах гол шалтгаан (Зураг 3).
10 Н-д EBA-тай боловсруулсан өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдсэн гадаргуугийн топографийн (b-f) гадаргуугийн профиль (a) ба фото бичил зураг (b-f), BSE горимд элэгдлийн замын хөндлөн огтлол (d) болон оптик микроскопын гадаргуу 10 Н (г) -д хөнгөн цагааны бөмбөрцөг.
Гулсах элэгдлийн үед гадаргуу нь эсрэгбиеийн улмаас үүссэн шахалтын болон зүсэлтийн дарамтанд өртөж, элэгдэж буй гадаргуугийн дор мэдэгдэхүйц хуванцар деформаци үүсгэдэг34,48,49.Тиймээс ажлын хатуурал нь материалын элэгдлийн шинж чанарыг тодорхойлдог элэгдэл, хэв гажилтын механизмд нөлөөлж, хуванцар хэв гажилтын улмаас гадаргуугийн доор үүсч болно.Иймээс ачааллын нөлөөгөөр элэгдлийн замаас доош хуванцар хэв гажилтын бүс (PDZ) үүсэхийг тодорхойлохын тулд хөндлөн огтлолын хатуулгийн зураглалыг (2.4-р зүйлд дэлгэрэнгүй бичсэн) энэ судалгаанд хийсэн.Өмнөх хэсгүүдэд дурьдсанчлан элэгдлийн ул мөрийн доор (Зураг 5d, 6d), ялангуяа 10 N-д хуванцар хэв гажилтын тодорхой шинж тэмдэг ажиглагдсан.
Зураг дээр.Зураг 7-д 3 N ба 10 N-д ELP-ээр эмчилсэн HCMSS-ийн элэгдлийн тэмдгийн хөндлөн огтлолын хатуулгийн диаграммыг үзүүлэв. Эдгээр хатуулгийн утгыг ажлын хатуурлын үр нөлөөг үнэлэхэд индекс болгон ашигласан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Элэгдлийн тэмдгийн доорх хатуулгийн өөрчлөлт нь 3 N-д 667-аас 672 HV хүртэл байна (Зураг 7а), энэ нь ажлын хатуурал бага байгааг харуулж байна.Бичил хатуулгийн газрын зургийн нягтрал багатай (өөрөөр хэлбэл тэмдгүүдийн хоорондох зай) улмаас хатуулгийг хэмжих арга нь хатуулгийн өөрчлөлтийг илрүүлж чадаагүй байх магадлалтай.Үүний эсрэгээр, 677-686 HV хатуулгийн утгатай PDZ бүсүүд 10 Н-д хамгийн их гүн нь 118 мкм, урт нь 488 мкм ажиглагдсан (Зураг 7б), энэ нь элэгдлийн замын өргөнтэй хамааралтай (Зураг 7b). Зураг 6a)).L-PBF-ээр эмчилсэн SS47-ийн элэгдлийн судалгаанаас ачааллаас хамааран PDZ хэмжээсийн өөрчлөлтийн талаархи ижил төстэй мэдээллийг олж авсан.Үр дүн нь хадгалагдсан аустенит байгаа нь нэмэлтээр үйлдвэрлэсэн гангийн уян хатан чанарт нөлөөлж байгааг харуулж байна 3, 12, 50, хадгалагдсан аустенит нь хуванцар хэв гажилтын үед мартенсит болж хувирдаг (фазын хувирлын хуванцар нөлөө) нь гангийн ажлын хатуурлыг сайжруулдаг.ган 51. VCMSS дээжинд өмнө нь авч үзсэн рентген туяаны дифракцийн загварын дагуу (Зураг 2e) хадгалагдсан аустенит агуулагдаж байгаа тул бичил бүтцэд хадгалагдсан аустенит нь шүргэлцэх үед мартенсит болж хувирч, улмаар PDZ-ийн хатуулгийг нэмэгдүүлнэ гэж санал болгосон. Зураг 7б).Үүнээс гадна элэгдлийн зам дээр үүссэн гулсалт үүсэх (Зураг 5e, 6f) нь гулсах контактын үед зүслэгийн стрессийн нөлөөн дор мултрах гулсалтын улмаас үүссэн хуванцар хэв гажилтыг харуулж байна.Гэсэн хэдий ч 3 Н-д өдөөгдсөн зүсэлтийн хүчдэл нь өндөр дислокацийн нягтыг бий болгоход хангалтгүй эсвэл ашигласан аргын дагуу хадгалагдсан аустенитийг мартенсит болгон хувиргахад хангалтгүй байсан тул ажлын хатууралт зөвхөн 10 Н-д ажиглагдсан (Зураг 7б).
3 Н (а) ба 10 Н (б) хүчдэлийн цахилгаан цэнэгийн боловсруулалтанд өртсөн өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн замын хөндлөн огтлолын хатуулгийн диаграмм.
Энэхүү судалгаа нь ELR-ээр боловсруулсан шинэ өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн шинж чанар, бичил бүтцийн шинж чанарыг харуулж байна.Хуурай элэгдлийн туршилтыг янз бүрийн ачааллын дор гулсах үед хийж, элэгдэлд орсон дээжийг электрон микроскоп, лазер профилометр, элэгдлийн замын хөндлөн огтлолын хатуулгийн зураг ашиглан шалгасан.
Бичил бүтцийн шинжилгээгээр мартенситийн матрицад хром (~18.2% карбид) болон ванади (~4.3% карбид) агуулсан карбидын жигд тархалт, харьцангуй өндөр бичил хатуулагтай хадгалагдсан аустенит илэрсэн.Элэгдлийн гол механизм нь бага ачаалалтай элэгдэл ба исэлдэлт байдаг бол сунасан өндөр V карбид ба сул ширхэгтэй исэлээс үүдэлтэй гурван биеийн элэгдэл нь ачаалал ихсэх үед элэгдэлд нөлөөлдөг.Элэгдлийн хурд нь L-PBF болон ердийн боловсруулсан аустенит зэвэрдэггүй гангаас илүү сайн, тэр ч байтугай бага ачаалалтай үед EBM боловсруулсан багажны гантай адил юм.Материалыг эсрэг бие рүү шилжүүлснээр ачаалал ихсэх тусам CoF утга буурдаг.Хөндлөн огтлолын хатуулгийн зураглалын аргыг ашиглан хуванцар хэв гажилтын бүсийг элэгдлийн тэмдгийн доор харуулав.Боломжит үр тарианы сайжруулалт болон матриц дахь фазын шилжилтийг ажлын хатууралтын үр нөлөөг илүү сайн ойлгохын тулд электроны тархалтын дифракцыг ашиглан цаашид судалж болно.Бичил хатуулгийн газрын зургийн бага нягтрал нь бага ачаалалтай үед элэгдлийн бүсийн хатуулгийг дүрслэн харуулахыг зөвшөөрдөггүй тул наноинтентаци нь ижил аргыг ашиглан хатуулгийн өндөр нарийвчлалтай өөрчлөлтийг хангаж чадна.
Энэхүү судалгаа нь ELR-ээр боловсруулсан шинэ өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит зэвэрдэггүй гангийн элэгдлийн эсэргүүцэл ба үрэлтийн шинж чанарын цогц шинжилгээг анх удаа танилцуулж байна.AM-ийн геометрийн дизайны эрх чөлөө, AM-ийн тусламжтайгаар боловсруулах үе шатыг багасгах боломжийг харгалзан энэхүү судалгаа нь энэхүү шинэ материалыг үйлдвэрлэх, түүнийг босоо амнаас эхлээд нарийн төвөгтэй хөргөлтийн суваг бүхий хуванцар шахах хэв хүртэл элэгдэлтэй холбоотой төхөөрөмжид ашиглах боломжийг нээж өгөх болно.
Bhat, BN Aerospace Materials and Applications, vol.255 (Америкийн Аэронавтик, Сансар судлалын нийгэмлэг, 2018).
Bajaj, P. et al.Нэмэлт үйлдвэрлэлд ган: түүний бичил бүтэц, шинж чанарын тойм.алма матер.шинжлэх ухаан.төсөл.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. and Passeggio, F. Гулсах үед EN 3358 зэвэрдэггүй ган сансрын эд ангиудын элэгдлийн гадаргуугийн гэмтэл.Ах дүүс.Эд.Integra Strut.23, 127–135 (2012).
Debroy, T. et al.Металл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэмэлт үйлдвэрлэл - үйл явц, бүтэц, гүйцэтгэл.програмчлал.алма матер.шинжлэх ухаан.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. and Emmelmann S. Металл нэмэлт үйлдвэрлэх.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
Олон улсын ASTM.Нэмэлт үйлдвэрлэлийн технологийн стандарт нэр томъёо.Хурдан үйлдвэрлэл.Туслах профессор.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.316L зэвэрдэггүй гангийн механик болон трибологийн шинж чанарууд - сонгомол лазер хайлуулах, халуун шахах, ердийн цутгах аргыг харьцуулах.-д нэмэх.үйлдвэрлэгч.16, 81–89 (2017).
Бахшван, М., Myant, KW, Reddichoff, T., and Pham, MS Microstructure of Additively Fabricated 316L зэвэрдэггүй ган хуурай гулсах элэгдлийн механизм ба анизотропид оруулсан хувь нэмэр.алма матер.арванхоёрдугаар сар196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. and Tatlock GJ Сонгомол лазер хайлуулах замаар олж авсан төмрийн ислийн дисперсээр хатуурсан ган хийцүүдийн хэв гажилтын механик урвал ба механизмууд.сэтгүүл.87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI болон Akhtar, F. Хатуу / уян хатан сигма хур тунадасны тусламжтайгаар өрөөний болон өндөр температурт SLM 2507-ийн дулааны боловсруулалтын дараа дээд зэргийн механик бат бэх.Металл (Базель).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., and Li, S. 3D хэвлэсэн 17-4 PH зэвэрдэггүй гангийн бичил бүтэц, дулааны дараах урвал, трибологийн шинж чанарууд.456–457 өмссөн, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., and Zhang, L. Сонгомол лазер хайлуулах аргаар үйлдвэрлэсэн TiC/AISI420 зэвэрдэггүй ган нийлмэл материалуудын нягтрал, бичил бүтцийн хувьсал, механик шинж чанарууд.алма матер.арванхоёрдугаар сар187, 1–13 (2020).
Жао X. нар.Сонгомол лазер хайлалтыг ашиглан AISI 420 зэвэрдэггүй ган үйлдвэрлэх, шинж чанарыг тодорхойлох.алма матер.үйлдвэрлэгч.үйл явц.30, 1283–1289 (2015).
Sun Y., Moroz A. and Alrbey K. 316L зэвэрдэггүй гангаар сонгомол лазер хайлуулах гулсах элэгдлийн шинж чанар ба зэврэлтийн шинж чанар.Ж. Алма матер.төсөл.гүйцэтгэх.23, 518–526 (2013).
Shibata, K. et al.Тосон тосолгооны дор нунтаг давхаргын зэвэрдэггүй гангийн үрэлт ба элэгдэл [J].Трибиол.дотоод 104, 183–190 (2016).
Шуудангийн цаг: 2023 оны 6-р сарын 09-ний өдөр