Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Սլայդերներ, որոնք ցույց են տալիս երեք հոդված յուրաքանչյուր սլայդում:Օգտագործեք հետևի և հաջորդ կոճակները՝ սլայդների միջով շարժվելու համար, կամ սլայդ կարգավորիչի կոճակները վերջում՝ յուրաքանչյուր սլայդով շարժվելու համար:
ASTM A240 304 316 Չժանգոտվող պողպատից միջին հաստության ափսեը կարելի է կտրել և հարմարեցնել Չինաստանի գործարանային գինը
Նյութի դասակարգ՝ 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Տեսակը՝ ֆերիտիկ, ավստենիտ, մարտենսիտ, դուպլեքս
Տեխնոլոգիա՝ սառը և տաք գլանվածք
Հավաստագրեր՝ ISO9001, CE, SGS ամեն տարի
Ծառայություն՝ երրորդ կողմի փորձարկում
Առաքում՝ 10-15 օրվա ընթացքում կամ քանակի հաշվին
Չժանգոտվող պողպատը երկաթի համաձուլվածք է, որի նվազագույն քրոմի պարունակությունը կազմում է 10,5 տոկոս:Քրոմի պարունակությունը պողպատի մակերեսին առաջացնում է բարակ քրոմի օքսիդ թաղանթ, որը կոչվում է պասիվացման շերտ:Այս շերտը կանխում է կոռոզիայի առաջացումը պողպատե մակերեսի վրա.որքան մեծ է քրոմի քանակը պողպատում, այնքան մեծ է կոռոզիոն դիմադրությունը:
Պողպատը նաև պարունակում է տարբեր քանակությամբ այլ տարրեր, ինչպիսիք են ածխածինը, սիլիցիումը և մանգանը:Այլ տարրեր կարող են ավելացվել կոռոզիոն դիմադրությունը (նիկել) և ձևավորությունը (մոլիբդեն) բարձրացնելու համար:
| Նյութի մատակարարում. | ||||||||||||
| ASTM/ASME | EN գնահատական | Քիմիական բաղադրիչ % | ||||||||||
| C | Cr | Ni | Mn | P | S | Mo | Si | Cu | N | Այլ | ||
| 201 թ |
| ≤0,15 | 16.00-18.00 | 3.50-5.50 | 5.50-7.50 | ≤0,060 | ≤0.030 | - | ≤1.00 | - | ≤0,25 | - |
| 301 թ | 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 | - | - | - |
| 304 լ | 1.4307 | ≤0.030 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0.030 | - | ≤0,75 | - | - | - |
| 304 Հ | 1.4948 | 0,04~0,10 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0.030 | - | ≤0,75 | - | - | - |
| 309Ս | 1.4828 | ≤0.08 | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0.030 | - | ≤0,75 | - | - | - |
| 309 Հ |
| 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 | - | - | - |
| 310 Հ | 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 | - | - | - |
| 316 լ | 1.4404 | ≤0.030 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0.030 | 2.00-3.00 | ≤0,75 | - | - | - |
| 316 Հ |
| 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 | - |
| 316 Ti | 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 |
| 317 լ | 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 թ | 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 |
| 321 Հ | 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 |
| 347 Հ | 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 թ | 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 թ | 1Cr13 | 0,08~0,15 | 11.50-13.50 | - | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0.030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 420 թ | 2Cr13 | ≥0.15 | 12.00-14.00 | - | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0.030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 430 թ | S43000 | ≤0.12 | 16.00-18.00 | 0,75 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0.030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 431 թ | 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 թ | ≤0.09 | 16.00-18.00 | 6.50-7.50 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0.030 | - | ≤1.00 | - | - | Ալ 0,75-1,50 |
| չափի մատակարարում: | ||||||
| 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*2000թ | 12*1219*2438 | 12*1500*3000 | 12*1500*6000 | ||
| 14.0 | 14*1000*2000թ | 14*1219*2438 | 14*1500*3000 | 14*1500*6000 | ||
| 16.0 | 16*1000*2000թ | 16*1219*2438 | 14*1500*3000 | 14*1500*6000 | ||
| 18.0 | 18*1000*2000թ | 18*1219*2438 | 18*1500*3000 | 18*1500*6000 | ||
| 20 | 20*1000*2000 | 20*1219*2438 | 20*1500*3000 | 20*1500*6000 |
Բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի (HCMSS) վարքագիծը, որը բաղկացած է մոտավորապես 22,5 վոլ.քրոմի (Cr) և վանադիումի (V) բարձր պարունակությամբ կարբիդների տոկոսը ամրագրվել է էլեկտրոնային ճառագայթների հալման միջոցով (EBM):Միկրոկառուցվածքը կազմված է մարտենզիտի և մնացորդային ավստենիտի փուլերից, ենթամիկրոն բարձր V և միկրոն բարձր Cr կարբիդները հավասարաչափ բաշխված են, իսկ կարծրությունը համեմատաբար բարձր է:CoF-ը նվազում է մոտավորապես 14,1%-ով կայուն վիճակի բեռի ավելացման հետ կապված՝ մաշված ուղուց նյութը հակառակ մարմին տեղափոխելու պատճառով:Նույն կերպ մշակված մարտենսիտային գործիքների պողպատների համեմատ, HCMSS-ի մաշվածության արագությունը գրեթե նույնն է ցածր կիրառվող բեռների դեպքում:Գերիշխող մաշվածության մեխանիզմը պողպատի մատրիցի հեռացումն է քայքայման միջոցով, որին հաջորդում է մաշվածության ուղու օքսիդացումը, մինչդեռ երեք բաղադրիչ հղկող մաշվածությունը տեղի է ունենում բեռի ավելացման դեպքում:Պլաստիկ դեֆորմացիայի տարածքները մաշվածության սպիի տակ բացահայտված են խաչմերուկի կարծրության քարտեզագրմամբ:Հատուկ երևույթները, որոնք տեղի են ունենում մաշվածության պայմանների աճի հետ մեկտեղ, նկարագրված են որպես կարբիդի ճեղքվածք, վանադիումի կարբիդի բարձր պոկվածություն և ճեղքվածք:Այս հետազոտությունը լույս է սփռում HCMSS հավելումների արտադրության մաշվածության բնութագրերի վրա, ինչը կարող է ճանապարհ հարթել EBM բաղադրիչների արտադրության համար մաշվածության կիրառման համար՝ լիսեռներից մինչև պլաստիկ ներարկման կաղապարներ:
Չժանգոտվող պողպատը (SS) պողպատների բազմակողմանի ընտանիք է, որը լայնորեն օգտագործվում է օդատիեզերական, ավտոմոբիլային, սննդի և շատ այլ կիրառություններում՝ շնորհիվ իրենց բարձր կոռոզիոն դիմադրության և համապատասխան մեխանիկական հատկությունների1,2,3:Նրանց բարձր կոռոզիոն դիմադրությունը պայմանավորված է HC-ում քրոմի բարձր պարունակությամբ (ավելի քան 11,5 wt.%), ինչը նպաստում է մակերեսի վրա քրոմի բարձր պարունակությամբ օքսիդ թաղանթի ձևավորմանը1:Այնուամենայնիվ, չժանգոտվող պողպատի դասակարգերի մեծ մասն ունեն ցածր ածխածնի պարունակություն և, հետևաբար, ունեն սահմանափակ կարծրություն և մաշվածության դիմադրություն, ինչը հանգեցնում է մաշվածության հետ կապված սարքերի ծառայության ժամկետի կրճատմանը, ինչպիսիք են օդատիեզերական վայրէջքի բաղադրիչները4:Սովորաբար դրանք ունեն ցածր կարծրություն (180-ից 450 HV միջակայքում), միայն ջերմային մշակված մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատներն ունեն բարձր կարծրություն (մինչև 700 HV) և բարձր ածխածնի պարունակություն (մինչև 1,2 wt%), ինչը կարող է նպաստել մարտենզիտի ձևավորում.1. Մի խոսքով, ածխածնի բարձր պարունակությունը նվազեցնում է մարտենզիտային փոխակերպման ջերմաստիճանը, ինչը թույլ է տալիս ձևավորել ամբողջովին մարտենզիտային միկրոկառուցվածք և ձեռք բերել մաշվածության դիմացկուն միկրոկառուցվածք՝ բարձր սառեցման արագությամբ:Պողպատե մատրիցին կարող են ավելացվել կոշտ ֆազեր (օրինակ՝ կարբիդներ)՝ մատրիցի մաշվածության դիմադրությունը հետագայում բարելավելու համար:
Հավելումների արտադրության (AM) ներդրումը կարող է արտադրել նոր նյութեր՝ ցանկալի բաղադրությամբ, միկրոկառուցվածքային հատկանիշներով և գերազանց մեխանիկական հատկություններով5,6:Օրինակ՝ փոշու հիմքի հալումը (PBF), որն առավել առևտրային հավելումների եռակցման գործընթացներից մեկն է, ներառում է նախալեգիրված փոշիների նստեցում՝ սերտ ձևավորված մասերի ձևավորման համար՝ փոշիները հալեցնելով ջերմային աղբյուրների միջոցով, ինչպիսիք են լազերները կամ էլեկտրոնային ճառագայթները7:Մի քանի ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ հավելումներով մշակված չժանգոտվող պողպատից մասերը կարող են գերազանցել ավանդական պատրաստված մասերին:Օրինակ, հավելումների մշակման ենթարկված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատները ցույց են տվել, որ ունեն բարձր մեխանիկական հատկություններ՝ շնորհիվ իրենց ավելի նուրբ միկրոկառուցվածքի (այսինքն՝ Hall-Petch հարաբերությունները)3,8,9:AM-ով մշակված ֆերիտիկ չժանգոտվող պողպատի ջերմային մշակումը առաջացնում է լրացուցիչ նստվածքներ, որոնք ապահովում են մեխանիկական հատկություններ, որոնք նման են իրենց սովորական գործընկերներին3,10:Ընդունված երկփուլ չժանգոտվող պողպատ՝ բարձր ամրությամբ և կարծրությամբ, մշակված հավելումների մշակմամբ, որտեղ բարելավված մեխանիկական հատկությունները պայմանավորված են միկրոկառուցվածքում քրոմով հարուստ միջմետաղային փուլերով11:Բացի այդ, հավելումներով կարծրացած մարտենզիտային և PH չժանգոտվող պողպատների բարելավված մեխանիկական հատկությունները կարելի է ձեռք բերել միկրոկառուցվածքում պահպանված ավստենիտի վերահսկման և հաստոցների և ջերմային մշակման պարամետրերի օպտիմալացման միջոցով 3,12,13,14:
Մինչ օրս AM austenitic չժանգոտվող պողպատների տրիբոլոգիական հատկությունները ավելի մեծ ուշադրության են արժանացել, քան մյուս չժանգոտվող պողպատները:316L-ով մշակված փոշու շերտում (L-PBF) լազերային հալման տրիբոլոգիական վարքագիծը ուսումնասիրվել է որպես AM մշակման պարամետրերի ֆունկցիա:Ցույց է տրվել, որ ծակոտկենությունը նվազագույնի հասցնելը` նվազեցնելով սկանավորման արագությունը կամ ավելացնելով լազերային հզորությունը, կարող է բարելավել մաշվածության դիմադրությունը15,16:Li et al.17-ը փորձարկեցին չոր սահող մաշվածությունը տարբեր պարամետրերի ներքո (բեռնվածություն, հաճախականություն և ջերմաստիճան) և ցույց տվեցին, որ սենյակային ջերմաստիճանում մաշվածությունը հիմնական մաշվածության մեխանիզմն է, մինչդեռ սահելու արագության և ջերմաստիճանի բարձրացումը նպաստում է օքսիդացմանը:Ստացված օքսիդային շերտը ապահովում է առանցքակալի աշխատանքը, շփումը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, իսկ մաշվածության արագությունը մեծանում է ավելի բարձր ջերմաստիճաններում:Այլ ուսումնասիրություններում TiC18, TiB219 և SiC20 մասնիկների ավելացումը L-PBF մշակված 316L մատրիցային բարելավեց մաշվածության դիմադրությունը՝ ձևավորելով խիտ աշխատանքային կարծրացած շփման շերտ՝ կոշտ մասնիկների ծավալային մասնաբաժնի ավելացմամբ:Պաշտպանիչ օքսիդի շերտ է նկատվել նաև L-PBF12 մշակված PH պողպատում և SS11 դուպլեքս պողպատում, ինչը ցույց է տալիս, որ հետջերմային մշակման միջոցով պահպանված ավստենիտի սահմանափակումը կարող է բարելավել մաշվածության դիմադրությունը:Ինչպես ամփոփված է այստեղ, գրականությունը հիմնականում կենտրոնացած է 316L SS շարքի տրիբոլոգիական կատարողականի վրա, մինչդեռ քիչ տվյալներ կան մի շարք մարտենզիտային հավելումներով արտադրված չժանգոտվող պողպատների տրիբոլոգիական արդյունավետության մասին՝ շատ ավելի բարձր ածխածնի պարունակությամբ:
Էլեկտրոնային ճառագայթների հալումը (EBM) L-PBF-ին նման տեխնիկա է, որը կարող է միկրոկառուցվածքներ ձևավորել հրակայուն կարբիդներով, ինչպիսիք են բարձր վանադիումի և քրոմի կարբիդները՝ ավելի բարձր ջերմաստիճաններ և սկանավորման արագություն հասնելու ունակության շնորհիվ 21, 22: Չժանգոտվող նյութերի EBM մշակման վերաբերյալ գոյություն ունեցող գրականություն: պողպատը հիմնականում կենտրոնացած է ELM մշակման օպտիմալ պարամետրերի որոշման վրա՝ առանց ճաքերի և ծակոտիների միկրոկառուցվածք ստանալու և մեխանիկական հատկությունները բարելավելու համար23, 24, 25, 26, մինչդեռ EBM մշակված չժանգոտվող պողպատի տրիբոլոգիական հատկությունների վրա աշխատելը:Մինչ այժմ ELR-ով մշակված բարձր ածխածնային մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատի մաշվածության մեխանիզմը ուսումնասիրվել է սահմանափակ պայմաններում, և հաղորդվել է, որ լուրջ պլաստիկ դեֆորմացիա է տեղի ունեցել հղկող (հղկաթղթի փորձարկում), չոր և ցեխային էրոզիայի պայմաններում27:
Այս ուսումնասիրությունը ուսումնասիրել է բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի մաշվածության դիմադրությունը և շփման հատկությունները, որոնք մշակվել են ELR-ով ստորև նկարագրված չոր սահող պայմաններում:Նախ, միկրոկառուցվածքային առանձնահատկությունները բնութագրվել են սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի (SEM), էներգիայի ցրման ռենտգենյան սպեկտրոսկոպիայի (EDX), ռենտգենյան դիֆրակցիայի և պատկերի վերլուծության միջոցով:Այս մեթոդներով ստացված տվյալները այնուհետև օգտագործվում են որպես տրիբոլոգիական վարքագծի դիտարկումների հիմք՝ տարբեր բեռների տակ չոր փոխադարձ փորձարկումների միջոցով, և վերջապես, մաշված մակերեսի մորֆոլոգիան ուսումնասիրվում է SEM-EDX և լազերային պրոֆիլաչափերի միջոցով:Մաշվածության արագությունը քանակականացվել և համեմատվել է նմանատիպ մշակված մարտենսիտային գործիքների պողպատների հետ:Դա արվել է, որպեսզի հիմք ստեղծվի համեմատելու այս SS համակարգը ավելի հաճախ օգտագործվող մաշվածության համակարգերի հետ նույն տեսակի բուժման հետ:Վերջապես, մաշվածության ուղու խաչմերուկի քարտեզը ցուցադրվում է կարծրության քարտեզագրման ալգորիթմի միջոցով, որը բացահայտում է պլաստիկ դեֆորմացիան, որը տեղի է ունենում շփման ընթացքում:Հարկ է նշել, որ այս հետազոտության համար տրիբոլոգիական թեստերն իրականացվել են այս նոր նյութի տրիբոլոգիական հատկությունները ավելի լավ հասկանալու, այլ ոչ թե կոնկրետ կիրառություն մոդելավորելու համար:Այս ուսումնասիրությունը նպաստում է նոր հավելումներով արտադրված մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատի տրիբոլոգիական հատկությունների ավելի լավ ըմբռնմանը մաշվածության համար, որոնք պահանջում են աշխատել կոշտ միջավայրում:
Բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի (HCMSS) նմուշները, որոնք մշակվել են ELR-ով Vibenite® 350 ապրանքանիշով, մշակվել և մատակարարվել են VBN Components AB-ի կողմից, Շվեդիա:Նմուշի անվանական քիմիական բաղադրությունը՝ 1.9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (wt.%):Նախ, ստացված ուղղանկյուն նմուշներից (42 մմ × 22 մմ × 7 մմ) պատրաստվել են չոր սահող նմուշներ (40 մմ × 20 մմ × 5 մմ) առանց էլեկտրական լիցքաթափման հաստոցների (EDM) օգտագործմամբ հետջերմային մշակման:Այնուհետև նմուշները հաջորդաբար մանրացված են SiC հղկաթուղթով 240-ից 2400 R հատիկի չափով՝ մոտ 0,15 մկմ մակերեսի կոշտություն (Ra) ստանալու համար:Բացի այդ, EBM-ով մշակված բարձր ածխածնային մարտենզիտիկ գործիքների պողպատի (HCMTS) նմուշներ՝ 1.5 C, 4.0 Cr, 2.5 Mo, 2.5 W, 4.0 V, 85.5 Fe (wt. .%) անվանական քիմիական բաղադրությամբ (առևտրականորեն հայտնի է որպես Vibenite® 150) Նաև պատրաստված է նույն ձևով:HCMTS-ը պարունակում է 8% կարբիդներ ըստ ծավալի և օգտագործվում է միայն HCMSS մաշվածության մակարդակի տվյալները համեմատելու համար:
HCMSS-ի միկրոկառուցվածքային բնութագրումն իրականացվել է SEM (FEI Quanta 250, ԱՄՆ) միջոցով, որը հագեցած է էներգիա ցրող ռենտգեն (EDX) XMax80 դետեկտորով Oxford Instruments-ից:3500 մկմ2 պարունակող երեք պատահական ֆոտոմիկրոգրաֆներ վերցվել են հետցրված էլեկտրոնների (BSE) ռեժիմով և այնուհետև վերլուծվել՝ օգտագործելով պատկերի վերլուծություն (ImageJ®)28՝ տարածքի մասնաբաժինը (այսինքն՝ ծավալային բաժինը), չափը և ձևը որոշելու համար:Դիտարկված բնորոշ մորֆոլոգիայի շնորհիվ մակերեսի կոտորակը վերցվել է ծավալային մասի հավասար:Բացի այդ, կարբիդների ձևի գործոնը հաշվարկվում է օգտագործելով ձևի գործոնի հավասարումը (Shfa).
Այստեղ Ai-ն կարբիդի տարածքն է (μm2), իսկ Pi-ն կարբիդի պարագիծն է (մկմ)29:Ֆազերը բացահայտելու համար փոշի ռենտգենյան դիֆրակցիան (XRD) իրականացվել է ռենտգենյան դիֆրակտոմետրի միջոցով (Bruker D8 Discover with a LynxEye 1D strip detector) Co-Kα ճառագայթմամբ (λ = 1,79026 Å):Սկանավորեք նմուշը 2θ տիրույթում 35°-ից մինչև 130°՝ 0,02° քայլի չափով և 2 վայրկյան քայլի ժամանակով:XRD տվյալները վերլուծվել են Diffract.EVA ծրագրաշարի միջոցով, որը թարմացրել է բյուրեղագրական տվյալների բազան 2021 թվականին: Բացի այդ, միկրոկարծրությունը որոշելու համար օգտագործվել է Vickers կարծրության ստուգիչ (Struers Durascan 80, Ավստրիա):Համաձայն ASTM E384-17 30 ստանդարտի, մետալոգրաֆիկորեն պատրաստված նմուշների վրա կատարվել է 30 տպագրություն 0,35 մմ հավելումներով 10 վրկ 5 կգֆ.Հեղինակները նախկինում բնութագրել են HMTS31-ի միկրոկառուցվածքային առանձնահատկությունները:
Գնդիկավոր ափսեի տրիբոմետր (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, ԱՄՆ) օգտագործվել է չոր փոխադարձ մաշվածության փորձարկումներ կատարելու համար, որի կոնֆիգուրացիան մանրամասն ներկայացված է այլ տեղ31:Փորձարկման պարամետրերը հետևյալն են՝ 32 ASTM G133-05 ստանդարտի համաձայն, բեռնվածությունը 3 Ն, հաճախականությունը 1 Հց, հարվածը՝ 3 մմ, տևողությունը՝ 1 ժամ:Որպես հակակշիռ օգտագործվել են ալյումինի օքսիդի գնդիկներ (Al2O3, ճշգրտության դաս 28/ISO 3290) 10 մմ տրամագծով մոտ 1500 HV մակրոկարծրությամբ և մոտ 0,05 մկմ մակերեսի կոշտությամբ, տրամադրված Redhill Precision-ի կողմից, Չեխիա, օգտագործվել են որպես հակակշիռներ։ .Հավասարակշռումն ընտրվել է կանխելու օքսիդացման հետևանքները, որոնք կարող են առաջանալ հավասարակշռման հետևանքով և ավելի լավ հասկանալու նմուշների մաշվածության մեխանիզմները ծանր մաշվածության պայմաններում:Հարկ է նշել, որ փորձարկման պարամետրերը նույնն են, ինչ Ref.8-ում՝ մաշվածության արագության տվյալները գոյություն ունեցող ուսումնասիրությունների հետ համեմատելու համար:Բացի այդ, 10 Ն բեռնվածությամբ մի շարք փոխադարձ փորձարկումներ են իրականացվել ավելի բարձր բեռների դեպքում տրիբոլոգիական աշխատանքը ստուգելու համար, մինչդեռ փորձարկման այլ պարամետրերը մնացել են անփոփոխ:Նախնական կոնտակտային ճնշումները ըստ Հերցի են 7,7 ՄՊա և 11,5 ՄՊա՝ համապատասխանաբար 3 Ն և 10 Ն։Մաշվածության փորձարկման ժամանակ շփման ուժը գրանցվել է 45 Հց հաճախականությամբ և հաշվարկվել է շփման միջին գործակիցը (CoF):Յուրաքանչյուր բեռի համար երեք չափումներ են կատարվել շրջակա միջավայրի պայմաններում:
Մաշվածության հետագիծը ուսումնասիրվել է վերը նկարագրված SEM-ի միջոցով, իսկ EMF-ի վերլուծությունը կատարվել է Aztec Acquisition մաշվածության մակերեսի վերլուծության ծրագրաշարի միջոցով:Զուգակցված խորանարդի մաշված մակերեսը հետազոտվել է օպտիկական մանրադիտակի միջոցով (Keyence VHX-5000, Ճապոնիա):Ոչ կոնտակտային լազերային պրոֆիլավորիչը (NanoFocus µScan, Գերմանիա) սկանավորեց մաշվածության նշանը ±0,1 մկմ ուղղահայաց լուծաչափով z առանցքի երկայնքով և 5 մկմ x և y առանցքների երկայնքով:Մաշվածության սպի մակերեսի պրոֆիլի քարտեզը ստեղծվել է Matlab®-ում՝ օգտագործելով պրոֆիլի չափումներից ստացված x, y, z կոորդինատները:Մաշվածության ուղու մի քանի ուղղահայաց պրոֆիլներ, որոնք արդյունահանվել են մակերևույթի պրոֆիլի քարտեզից, օգտագործվում են մաշվածության ուղու վրա մաշվածության ծավալի կորուստը հաշվարկելու համար:Ծավալի կորուստը հաշվարկվել է որպես մետաղալարերի պրոֆիլի միջին խաչմերուկի տարածքի և մաշվածության ուղու երկարության արտադրյալ, և այս մեթոդի լրացուցիչ մանրամասները նախկինում նկարագրվել են հեղինակների կողմից33:Այստեղից հատուկ մաշվածության արագությունը (k) ստացվում է հետևյալ բանաձևից.
Այստեղ V-ը մաշվածության պատճառով ծավալի կորուստն է (mm3), W-ը՝ կիրառվող բեռը (N), L-ը՝ սահելու հեռավորությունը (մմ), իսկ k-ը՝ մաշվածության հատուկ արագությունը (mm3/Nm)34:Շփման տվյալները և HCMTS-ի մակերևույթի պրոֆիլների քարտեզները ներառված են լրացուցիչ նյութում (Լրացուցիչ Նկար S1 և Նկար S2)՝ HCMSS մաշվածության արագությունը համեմատելու համար:
Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործվել է մաշվածության ուղու խաչմերուկային կարծրության քարտեզը` ցուցադրելու մաշվածության գոտու պլաստիկ դեֆորմացիայի վարքագիծը (այսինքն` աշխատանքի կարծրացում շփման ճնշման պատճառով):Հղկված նմուշները կտրատվել են ալյումինի օքսիդի կտրող անիվով կտրող մեքենայի վրա (Struers Accutom-5, Ավստրիա) և հղկվել SiC հղկաթուղթով 240-ից մինչև 4000 P՝ նմուշների հաստությամբ:Միկրոկարծրության չափում 0,5 կգֆ 10 վրկ և 0,1 մմ հեռավորության վրա՝ համաձայն ASTM E348-17-ի:Տպումները տեղադրվեցին 1,26 × 0,3 մմ2 ուղղանկյուն ցանցի վրա՝ մոտավորապես 60 մկմ մակերեսից ցածր (Նկար 1), այնուհետև կարծրության քարտեզը կազմվեց՝ օգտագործելով Matlab® մաքսային ծածկագիրը, որը նկարագրված է այլուր35:Բացի այդ, SEM-ի միջոցով հետազոտվել է մաշվածության գոտու խաչմերուկի միկրոկառուցվածքը:
Մաշվածության նշանի սխեման, որը ցույց է տալիս (ա) խաչմերուկի տեղը և կարծրության քարտեզի օպտիկական միկրոգրաֆը, որը ցույց է տալիս (բ) խաչմերուկում նշված նշանը:
ELP-ով մշակված HCMSS-ի միկրոկառուցվածքը բաղկացած է միատարր կարբիդային ցանցից, որը շրջապատված է մատրիցով (նկ. 2ա, բ):EDX վերլուծությունը ցույց է տվել, որ մոխրագույն և մուգ կարբիդները համապատասխանաբար քրոմով և վանադիումով հարուստ կարբիդներ են (Աղյուսակ 1):Հաշվարկված պատկերների վերլուծությունից՝ կարբիդների ծավալային բաժինը գնահատվում է ~22,5% (~18,2% բարձր քրոմի կարբիդներ և ~4,3% բարձր վանադիումի կարբիդներ):Ստանդարտ շեղումներով հատիկների միջին չափերը համապատասխանաբար 0,64 ± 0,2 մկմ և 1,84 ± 0,4 մկմ են V և Cr հարուստ կարբիդների համար (նկ. 2c, d):Բարձր V կարբիդները հակված են ավելի կլոր լինել, որի ձևի գործակիցը (±SD) կազմում է մոտ 0,88±0,03, քանի որ ձևի գործոնի արժեքները մոտ 1 համապատասխանում են կլոր կարբիդներին:Ի հակադրություն, բարձր քրոմի կարբիդները կատարյալ կլոր չեն, ձևի գործակիցը մոտ 0,56 ± 0,01 է, ինչը կարող է պայմանավորված լինել ագլոմերացիայով:Մարտենզիտի (α, bcc) և պահպանված ավստենիտի (γ', fcc) դիֆրակցիոն գագաթները հայտնաբերվել են HCMSS ռենտգենյան օրինաչափության վրա, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2e-ում:Բացի այդ, ռենտգենյան օրինաչափությունը ցույց է տալիս երկրորդական կարբիդների առկայությունը:Բարձր քրոմի կարբիդները հայտնաբերվել են որպես M3C2 և M23C6 տիպի կարբիդներ:Ըստ գրականության տվյալների՝ VC կարբիդների 36,37,38 դիֆրակցիոն գագաթներ են գրանցվել ≈43° և 63°-ում, ինչը ենթադրում է, որ VC գագաթները ծածկված են քրոմով հարուստ կարբիդների M23C6 գագաթներով (նկ. 2e):
Բարձր ածխածնային մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատի միկրոկառուցվածք, որը մշակվել է EBL-ով (ա) ցածր խոշորացմամբ և (բ) բարձր խոշորացմամբ, որը ցույց է տալիս քրոմով և վանադիումով հարուստ կարբիդներ և չժանգոտվող պողպատի մատրիցա (էլեկտրոնների հետցրման ռեժիմ):Ձողային գրաֆիկներ, որոնք ցույց են տալիս քրոմով հարուստ (գ) և վանադիումով հարուստ (դ) կարբիդների հատիկների չափի բաշխումը:Ռենտգենյան պատկերը ցույց է տալիս միկրոկառուցվածքում մարտենզիտի, պահպանված ավստենիտի և կարբիդների առկայությունը (դ):
Միջին միկրոկարծրությունը 625,7 + 7,5 HV5 է, ցույց տալով համեմատաբար բարձր կարծրություն՝ համեմատած պայմանականորեն մշակված մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի (450 HV)1 առանց ջերմային մշակման:Հաղորդվում է, որ բարձր V կարբիդների և բարձր Cr կարբիդների նանոներծծման կարծրությունը համապատասխանաբար կազմում է 12 և 32,5 GPa39 և 13-22 GPa40:Այսպիսով, ELP-ով մշակված HCMSS-ի բարձր կարծրությունը պայմանավորված է ածխածնի բարձր պարունակությամբ, ինչը նպաստում է կարբիդային ցանցի ձևավորմանը:Այսպիսով, ELP-ով մշակված HSMSS-ը ցույց է տալիս լավ միկրոկառուցվածքային բնութագրեր և կարծրություն՝ առանց որևէ լրացուցիչ հետջերմային մշակման:
Շփման միջին գործակցի (CoF) կորերը 3 Ն և 10 Ն նմուշների համար ներկայացված են Նկար 3-ում, նվազագույն և առավելագույն շփման արժեքների միջակայքը նշվում է կիսաթափանցիկ ստվերով:Յուրաքանչյուր կոր ցույց է տալիս գործարկման փուլը և կայուն վիճակի փուլը:Գործարկման փուլն ավարտվում է 1,2 մ-ում` 0,41 ± 0,24,3 Ն CoF-ով (± SD) և 0,71 ± 0,16,10 Ն CoF-ով 3,7 մ-ում, մինչև ֆազային կայուն վիճակի անցնելը, երբ շփումը դադարում է:արագ չի փոխվում.Շփման փոքր տարածքի և կոպիտ սկզբնական պլաստիկ դեֆորմացիայի պատճառով շփման ուժը արագորեն աճեց 3 Ն և 10 Ն վազքի փուլում, որտեղ շփման ավելի մեծ ուժ և ավելի երկար սահող հեռավորություն առաջացավ 10 Ն-ում, ինչը կարող է պայմանավորված լինել: այն փաստը, որ 3 N-ի համեմատ մակերեսային վնասն ավելի մեծ է:3 N և 10 N-ի համար, անշարժ փուլում CoF-ի արժեքները համապատասխանաբար 0,78 ± 0,05 և 0,67 ± 0,01 են:CoF-ը գործնականում կայուն է 10 N-ում և աստիճանաբար աճում է 3 N-ում: Սահմանափակ գրականության մեջ L-PBF մշակված չժանգոտվող պողպատի CoF-ը համեմատած կերամիկական ռեակցիայի մարմինների հետ ցածր կիրառական բեռների դեպքում տատանվում է 0,5-ից մինչև 0,728, 20, 42, որը գտնվում է լավ համաձայնություն չափված CoF արժեքների հետ այս ուսումնասիրության մեջ:Կոֆ-ի նվազումը կայուն վիճակում ծանրաբեռնվածության աճով (մոտ 14.1%) կարող է վերագրվել մակերևույթի քայքայմանը, որը տեղի է ունենում մաշված մակերևույթի և մակերևույթի միջերեսում, ինչը հետագայում կքննարկվի հաջորդ բաժնում՝ մակերևույթի վերլուծության միջոցով: մաշված նմուշներ.
ELP-ով մշակված VSMSS նմուշների շփման գործակիցները 3 Ն և 10 Ն սահող ուղիների վրա, յուրաքանչյուր կորի համար նշվում է անշարժ փուլ:
HKMS-ի հատուկ մաշվածության արագությունները (625,7 HV) գնահատվում են համապատասխանաբար 6,56 ± 0,33 × 10–6 մմ3/Նմ և 9,66 ± 0,37 × 10–6 մմ3/Նմ 3 Ն և 10 Նմ 3 Ն և 10 Նմ (նկ. 4):Այսպիսով, մաշվածության արագությունը մեծանում է ծանրաբեռնվածության աճի հետ մեկտեղ, ինչը լավ համընկնում է L-PBF-ով և PH SS17,43-ով մշակված ուստենիտի վերաբերյալ առկա ուսումնասիրությունների հետ:Նույն տրիբոլոգիական պայմաններում մաշվածության արագությունը 3 Ն-ում մոտավորապես մեկ հինգերորդն է, քան L-PBF-ով մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատի համար (k = 3,50 ± 0,3 × 10–5 մմ3/Նմ, 229 HV), ինչպես նախորդ դեպքում։ .8. Բացի այդ, HCMSS-ի մաշվածության արագությունը 3 N-ում զգալիորեն ցածր էր, քան սովորական մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատները և, մասնավորապես, ավելի բարձր, քան բարձր իզոտրոպ սեղմվածները (k = 4,20 ± 0,3 × 10–5 մմ3):/Նմ, 176 HV) և ձուլածո (k = 4,70 ± 0,3 × 10–5 մմ3/Նմ, 156 HV) մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատ, համապատասխանաբար, 8:Գրականության այս ուսումնասիրությունների համեմատ, HCMSS-ի մաշվածության բարելավված դիմադրությունը վերագրվում է ածխածնի բարձր պարունակությանը և ձևավորված կարբիդային ցանցին, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր կարծրության, քան ավանդական մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատները:HCMSS նմուշների մաշվածության արագությունը հետագա ուսումնասիրելու համար համեմատության համար փորձարկվել է նմանատիպ մշակված բարձր ածխածնային մարտենզիտիկ գործիքի պողպատի (HCMTS) նմուշը (790 HV կարծրությամբ) նմանատիպ պայմաններում (3 N և 10 N).Լրացուցիչ նյութը HCMTS-ի մակերեսային պրոֆիլի քարտեզն է (Լրացուցիչ նկար S2):HCMSS-ի մաշվածության արագությունը (k = 6,56 ± 0,34 × 10–6 մմ3/Նմ) գրեթե նույնն է, ինչ HCMTS-ինը՝ 3 Ն (k = 6,65 ± 0,68 × 10–6 մմ3/Նմ), ինչը ցույց է տալիս գերազանց մաշվածության դիմադրություն։ .Այս բնութագրերը հիմնականում վերագրվում են HCMSS-ի միկրոկառուցվածքային առանձնահատկություններին (այսինքն՝ կարբիդի բարձր պարունակությունը, չափը, ձևը և մատրիցայում կարբիդի մասնիկների բաշխումը, ինչպես նկարագրված է Բաժին 3.1-ում):Ինչպես նախկինում հաղորդվել է31,44, կարբիդի պարունակությունը ազդում է մաշվածության սպիի լայնության և խորության և միկրոհղկող մաշվածության մեխանիզմի վրա:Այնուամենայնիվ, կարբիդի պարունակությունը անբավարար է 10 Ն-ով մատրիցը պաշտպանելու համար, ինչը հանգեցնում է մաշվածության ավելացմանը:Հաջորդ բաժնում մաշվածության մակերևույթի մորֆոլոգիան և տեղագրությունն օգտագործվում են բացատրելու հիմքում ընկած մաշվածության և դեֆորմացիայի մեխանիզմները, որոնք ազդում են HCMSS-ի մաշվածության արագության վրա:10 Ն-ում VCMSS-ի մաշվածության արագությունը (k = 9,66 ± 0,37 × 10-6 մմ3/Նմ) ավելի բարձր է, քան VKMTS-ը (k = 5,45 ± 0,69 × 10-6 մմ3/Նմ):Ընդհակառակը, մաշվածության այս ցուցանիշները դեռևս բավականին բարձր են. նմանատիպ փորձարկման պայմաններում քրոմի և ստելիտի վրա հիմնված ծածկույթների մաշվածության արագությունը ցածր է, քան HCMSS45,46-ը:Ի վերջո, ալյումինի բարձր կարծրության պատճառով (1500 HV), զուգավորման մաշվածության արագությունը աննշան էր, և հայտնաբերվել էին նմուշից դեպի ալյումինե գնդիկներ նյութի տեղափոխման նշաններ:
Հատուկ մաշվածություն բարձր ածխածնային մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատի (HMCSS), բարձր ածխածնային մարտենզիտային պողպատի (HCMTS) և L-PBF ELR մշակման, տարբեր կիրառման դեպքում աուստենիտիկ չժանգոտվող պողպատի (316LSS) ձուլման և բարձր իզոտրոպային սեղմման (HIP) մշակման մեջ: արագությունները բեռնված են.Scatterplot-ը ցույց է տալիս չափումների ստանդարտ շեղումը:Օստենիտիկ չժանգոտվող պողպատների տվյալները վերցված են 8-ից:
Թեև կոշտ երեսպատումները, ինչպիսիք են քրոմը և ստելիտը, կարող են ապահովել ավելի լավ մաշվածության դիմադրություն, քան հավելանյութով մշակված համաձուլվածքների համակարգերը, հավելումների մշակումը կարող է (1) բարելավել միկրոկառուցվածքը, հատկապես խտությունների լայն տեսականիով նյութերի համար:գործողություններ վերջնական մասի վրա;և (3) նոր մակերեսային տոպոլոգիաների ստեղծում, ինչպիսիք են ինտեգրված հեղուկ դինամիկ առանցքակալները:Բացի այդ, AM-ն առաջարկում է երկրաչափական դիզայնի ճկունություն:Այս ուսումնասիրությունը հատկապես նոր է և կարևոր, քանի որ կարևոր է պարզել այս նոր մշակված մետաղական համաձուլվածքների մաշվածության բնութագրերը EBM-ով, որոնց համար ներկայիս գրականությունը շատ սահմանափակ է:
Մաշված մակերեսի ձևաբանությունը և մաշված նմուշների ձևաբանությունը 3 N-ում ներկայացված են նկ.5, որտեղ հիմնական մաշվածության մեխանիզմը քայքայումն է, որին հաջորդում է օքսիդացումը:Նախ, պողպատե հիմքը պլաստիկորեն դեֆորմացվում է, այնուհետև հանվում է 1-ից 3 մկմ խորությամբ ակոսներ ձևավորելու համար, ինչպես ցույց է տրված մակերեսի պրոֆիլում (նկ. 5ա):Շարունակական սահումով առաջացած շփման ջերմության պատճառով հեռացված նյութը մնում է տրիբոլոգիական համակարգի միջերեսում՝ ձևավորելով եռաբանական շերտ, որը բաղկացած է բարձր երկաթի օքսիդի փոքր կղզիներից, որոնք շրջապատում են բարձր քրոմի և վանադիումի կարբիդները (Նկար 5b և Աղյուսակ 2):), ինչպես նաև հաղորդվել է L-PBF15,17-ով մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատի համար:Նկ.5c ցույց է տալիս ինտենսիվ օքսիդացում, որը տեղի է ունենում մաշվածության սպիի կենտրոնում:Այսպիսով, շփման շերտի ձևավորմանը նպաստում է շփման շերտի (այսինքն՝ օքսիդի շերտի) ոչնչացումը (նկ. 5f) կամ նյութի հեռացումը տեղի է ունենում միկրոկառուցվածքի թույլ հատվածներում՝ դրանով իսկ արագացնելով նյութի հեռացումը:Երկու դեպքում էլ շփման շերտի քայքայումը հանգեցնում է միջերեսի վրա մաշվածության արտադրանքի ձևավորմանը, ինչը կարող է լինել 3N կայուն վիճակում CoF-ի ավելացման միտումի պատճառը (նկ. 3):Բացի այդ, կան երեք մասի մաշվածության նշաններ, որոնք առաջանում են մաշվածության ուղու վրա օքսիդներից և չամրացված մաշվածության մասնիկներից, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է ենթաշերտի վրա միկրո քերծվածքների առաջացման (նկ. 5b, e)9,12,47:
Բարձրածխածնային մարտենզիտային չժանգոտվող պողպատի մաշվածության մակերեսի պրոֆիլը (a) և ֆոտոմիկրոգրաֆները (b–f), որոնք մշակվել են ELP 3 N-ով, մաշվածության նշանի խաչմերուկը BSE ռեժիմում (d) և մաշվածության օպտիկական մանրադիտակը: մակերեսը 3 N (գ) ալյումինե գնդերի վրա:
Պողպատե հիմքի վրա ձևավորված սայթաքող ժապավեններ, որոնք վկայում են մաշվածության հետևանքով պլաստիկ դեֆորմացիայի մասին (նկ. 5ե):Նմանատիպ արդյունքներ են ստացվել նաև L-PBF-ով մշակված SS47 ավստենիտիկ պողպատի մաշվածության վարքագծի ուսումնասիրության ժամանակ:Վանադիումով հարուստ կարբիդների վերակողմնորոշումը ցույց է տալիս նաև պողպատե մատրիցայի պլաստիկ դեֆորմացիան սահելու ժամանակ (նկ. 5e):Մաշվածության նշանի խաչմերուկի միկրոգրաֆիկները ցույց են տալիս մանր ճեղքերով շրջապատված փոքր կլոր փոսերի առկայությունը (նկ. 5d), որը կարող է պայմանավորված լինել մակերեսի մոտ չափից ավելի պլաստիկ դեֆորմացմամբ:Նյութի փոխանցումը դեպի ալյումինի օքսիդի գնդերը սահմանափակվել է, մինչդեռ գնդերը մնացել են անփոփոխ (նկ. 5գ):
Նմուշների մաշվածության լայնությունն ու խորությունը մեծանում էին ծանրաբեռնվածության աճով (10 Ն-ում), ինչպես ցույց է տրված մակերևույթի տեղագրական քարտեզում (նկ. 6ա):Քայքայումը և օքսիդացումը շարունակում են մնալ գերիշխող մաշվածության մեխանիզմները, և մաշվածության ուղու վրա միկրո քերծվածքների քանակի աճը ցույց է տալիս, որ երեք մասի մաշվածությունը նույնպես տեղի է ունենում 10 N-ում (նկ. 6b):EDX վերլուծությունը ցույց է տվել երկաթով հարուստ օքսիդ կղզիների ձևավորում:Սպեկտրներում Al-ի գագաթները հաստատեցին, որ նյութի փոխանցումը կոնտրագենտից նմուշ տեղի է ունեցել 10 Ն-ում (նկ. 6c և Աղյուսակ 3), մինչդեռ այն չի նկատվել 3 N-ում (Աղյուսակ 2):Երեք մարմնի մաշվածությունը պայմանավորված է օքսիդի կղզիներից և անալոգներից ստացված մաշվածության մասնիկներից, որտեղ մանրամասն EDX վերլուծությունը բացահայտեց նյութի տեղափոխումը անալոգներից (Լրացուցիչ նկար S3 և Աղյուսակ S1):Օքսիդային կղզիների զարգացումը կապված է խորը փոսերի հետ, որը նկատվում է նաև 3N-ում (նկ. 5):Կարբիդների ճեղքումն ու մասնատումը հիմնականում տեղի են ունենում 10 N Cr-ով հարուստ կարբիդներում (նկ. 6e, f):Բացի այդ, բարձր V կարբիդները շերտավորվում և հագնում են շրջապատող մատրիցը, որն իր հերթին առաջացնում է երեք մասի մաշվածություն:Բարձր V կարբիդի չափով և ձևով նման փոս (ընդգծված կարմիր շրջանով) նույնպես հայտնվել է ուղու խաչմերուկում (նկ. 6d) (տես կարբիդի չափի և ձևի վերլուծություն 3.1), ինչը ցույց է տալիս, որ բարձր V-ն կարբիդ V-ը կարող է շերտավորվել մատրիցից 10 N-ում: Բարձր V կարբիդների կլոր ձևը նպաստում է ձգող էֆեկտին, մինչդեռ ագլոմերացված բարձր Cr կարբիդները հակված են ճաքերի (նկ. 6e, f):Խափանման այս վարքագիծը ցույց է տալիս, որ մատրիցը գերազանցել է պլաստիկ դեֆորմացիային դիմակայելու իր կարողությունը, և որ միկրոկառուցվածքը չի ապահովում հարվածի բավարար ուժ 10 Ն: Մակերեւույթի տակ ուղղահայաց ճեղքը (նկ. 6d) ցույց է տալիս պլաստիկ դեֆորմացիայի ինտենսիվությունը, որը տեղի է ունենում սահելու ժամանակ:Բեռի մեծացման հետ տեղի է ունենում նյութի տեղափոխում մաշված ուղուց դեպի ալյումինե գնդիկ (նկ. 6g), որը կարող է կայուն վիճակ լինել 10 N-ում: CoF արժեքների նվազման հիմնական պատճառը (նկ. 3):
Մակերևութային պրոֆիլը (a) և մաշված մակերևույթի տոպոգրաֆիան (b–f) բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատից, որը մշակվել է EBA 10 N-ով, մաշվածության հետքի խաչմերուկը BSE ռեժիմում (d) և օպտիկական մանրադիտակի մակերեսը 10 Ն (գ) կավահողով:
Լոգարիթմական մաշվածության ժամանակ մակերեսը ենթարկվում է հակամարմինների կողմից առաջացած սեղմման և ճեղքման լարումների, ինչը հանգեցնում է մաշված մակերեսի տակ զգալի պլաստիկ դեֆորմացիայի34,48,49:Հետևաբար, աշխատանքային կարծրացումը կարող է առաջանալ մակերևույթից ներքև՝ պլաստիկ դեֆորմացիայի պատճառով՝ ազդելով մաշվածության և դեֆորմացիայի մեխանիզմների վրա, որոնք որոշում են նյութի մաշվածության վարքը:Հետևաբար, խաչմերուկի կարծրության քարտեզագրումը (ինչպես մանրամասնված է Բաժին 2.4-ում) իրականացվել է այս ուսումնասիրության մեջ՝ մաշվածության ուղուց ներքևում պլաստիկ դեֆորմացիայի գոտու (PDZ) զարգացումը որոշելու համար՝ որպես բեռի ֆունկցիա:Քանի որ, ինչպես նշվեց նախորդ բաժիններում, մաշվածության հետքի տակ (նկ. 5դ, 6դ) նկատվել են պլաստիկ դեֆորմացիայի հստակ նշաններ, հատկապես 10 Ն.
Նկ.Նկար 7-ը ցույց է տալիս 3 N և 10 N ELP-ով մշակված HCMSS-ի մաշվածության նշանների խաչմերուկային կարծրության դիագրամները: Հարկ է նշել, որ այս կարծրության արժեքները օգտագործվել են որպես ինդեքս՝ աշխատանքի կարծրացման ազդեցությունը գնահատելու համար:Մաշվածության նշանից ցածր կարծրության փոփոխությունը 667-ից մինչև 672 HV է 3 N-ում (նկ. 7ա), ինչը ցույց է տալիս, որ աշխատանքի կարծրացումը աննշան է:Ենթադրաբար, միկրոկարծրության քարտեզի ցածր լուծաչափի պատճառով (այսինքն նշանների միջև հեռավորությունը) կիրառված կարծրության չափման մեթոդը չի կարողացել հայտնաբերել կարծրության փոփոխությունները:Ընդհակառակը, PDZ գոտիներ՝ 677-ից մինչև 686 HV կարծրության արժեքներով՝ 118 մկմ առավելագույն խորությամբ և 488 մկմ երկարությամբ, նկատվել են 10 N-ում (նկ. 7b), որը փոխկապակցված է մաշվածության հետքի լայնության հետ ( Նկար 6ա)):Նմանատիպ տվյալներ PDZ-ի չափի փոփոխության վերաբերյալ բեռի հետ հայտնաբերվել են մաշվածության ուսումնասիրության մեջ SS47-ի վրա, որը բուժվել է L-PBF-ով:Արդյունքները ցույց են տալիս, որ պահպանված ավստենիտի առկայությունը ազդում է հավելումներով պատրաստված պողպատների ճկունության վրա 3, 12, 50, իսկ պահպանված ավստենիտը պլաստիկ դեֆորմացիայի ժամանակ վերածվում է մարտենզիտի (ֆազային փոխակերպման պլաստիկ էֆեկտ), ինչը մեծացնում է պողպատի աշխատանքային կարծրացումը:պողպատ 51. Քանի որ VCMSS նմուշը պարունակում էր պահպանված աուստենիտ՝ համաձայն ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափության, որը քննարկվել էր ավելի վաղ (Նկար 2e), առաջարկվեց, որ միկրոկառուցվածքում պահպանված ավստենիտը շփման ընթացքում կարող է վերածվել մարտենզիտի՝ դրանով իսկ բարձրացնելով PDZ-ի կարծրությունը ( Նկար 7բ):Բացի այդ, մաշվածության ուղու վրա առաջացող սայթաքման ձևավորումը (նկ. 5e, 6f) ցույց է տալիս նաև պլաստիկ դեֆորմացիան, որն առաջացել է տեղահանման սայթաքման հետևանքով սահող շփման ժամանակ կտրվածքային լարվածության ազդեցության տակ:Այնուամենայնիվ, 3 Ն-ում առաջացած կտրվածքային լարվածությունը անբավարար էր բարձր տեղահանման խտություն կամ պահպանված ավստենիտի վերափոխումը մարտենզիտի ձևավորելու համար, որը դիտարկվում էր օգտագործված մեթոդով, ուստի աշխատանքային կարծրացում նկատվեց միայն 10 N-ում (նկ. 7b):
Բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի մաշվածության հետքերի խաչաձեւ հատվածային կարծրության դիագրամներ, որոնք ենթարկվում են էլեկտրական լիցքաթափման մեքենայացման 3 Ն (ա) և 10 Ն (բ) լարման վրա։
Այս ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս ELR-ով մշակված նոր բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի մաշվածության վարքը և միկրոկառուցվածքային բնութագրերը:Չոր մաշվածության թեստեր են իրականացվել տարբեր բեռների տակ սահելու ժամանակ, և մաշված նմուշները հետազոտվել են էլեկտրոնային մանրադիտակի, լազերային պրոֆիլոմետրի և մաշվածության հետքերի խաչմերուկների կարծրության քարտեզների միջոցով:
Միկրոկառուցվածքային վերլուծությունը ցույց տվեց քրոմի (~18,2% կարբիդների) և վանադիումի (~4,3% կարբիդների) բարձր պարունակությամբ կարբիդների միատեսակ բաշխում մարտենզիտի և համեմատաբար բարձր միկրոկարծրությամբ պահպանված ավստենիտի մատրիցում:Գերիշխող մաշվածության մեխանիզմներն են մաշվածությունը և օքսիդացումը ցածր բեռների դեպքում, մինչդեռ եռամսյա մաշվածությունը, որը առաջանում է ձգված բարձր-V կարբիդների և չամրացված հացահատիկի օքսիդների հետևանքով, նույնպես նպաստում է մաշվածությանը աճող բեռների ժամանակ:Մաշվածության արագությունն ավելի լավն է, քան L-PBF-ը և սովորական մշակված ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատները, և նույնիսկ նման է EBM հաստոցային գործիքների պողպատներին ցածր բեռների դեպքում:CoF-ի արժեքը նվազում է բեռի ավելացման հետ կապված՝ նյութը հակառակ մարմնին տեղափոխելու պատճառով:Օգտագործելով խաչմերուկի կարծրության քարտեզագրման մեթոդը, պլաստիկ դեֆորմացիայի գոտին ցուցադրվում է մաշվածության նշանի տակ:Հացահատիկի հնարավոր զտումը և մատրիցային փուլային անցումները կարող են հետագայում հետազոտվել՝ օգտագործելով էլեկտրոնների հետցրման դիֆրակցիան՝ աշխատանքի կարծրացման հետևանքները ավելի լավ հասկանալու համար:Միկրոկարծրության քարտեզի ցածր լուծաչափը թույլ չի տալիս պատկերացնել մաշվածության գոտու կարծրությունը ցածր կիրառական բեռների դեպքում, ուստի նանոինտացիա կարող է ապահովել ավելի բարձր լուծաչափի կարծրության փոփոխություններ՝ օգտագործելով նույն մեթոդը:
Այս ուսումնասիրությունն առաջին անգամ ներկայացնում է ELR-ով մշակված նոր բարձր ածխածնային մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատի մաշվածության դիմադրության և շփման հատկությունների համապարփակ վերլուծություն:Հաշվի առնելով AM-ի երկրաչափական դիզայնի ազատությունը և AM-ով մեքենայական քայլերը նվազեցնելու հնարավորությունը, այս հետազոտությունը կարող է ճանապարհ հարթել այս նոր նյութի արտադրության և դրա օգտագործման համար մաշվածության հետ կապված սարքերում՝ առանցքներից մինչև պլաստիկ ներարկման կաղապարներ՝ բարդ սառեցման ուղիներով:
Bhat, BN Aerospace Materials and Applications, vol.255 (Օդագնացության և տիեզերագնացության ամերիկյան միություն, 2018):
Bajaj, P. et al.Պողպատը հավելումների արտադրության մեջ. նրա միկրոկառուցվածքի և հատկությունների վերանայում.Մայր բուհի.գիտությունը։նախագիծը։772, (2020):
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. and Passeggio, F. EN 3358 չժանգոտվող պողպատից օդատիեզերական բաղադրիչների մաշվածության մակերեսի վնաս սահելու ժամանակ:Եղբայրություն.Էդ.Integra Strut.23, 127–135 (2012):
Debroy, T. et al.Մետաղական բաղադրիչների հավելանյութերի արտադրություն – գործընթաց, կառուցվածք և կատարողականություն:ծրագրավորում։Մայր բուհի.գիտությունը։92, 112–224 (2018):
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. and Emmelmann S. Մետաղական հավելումների արտադրություն:(2016 թ.).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM միջազգային.Ստանդարտ տերմինաբանություն հավելումների արտադրության տեխնոլոգիայի համար:Արագ արտադրություն.Դոցենտ.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013):
Bartolomeu F. et al.316L չժանգոտվող պողպատի մեխանիկական և տրիբոլոգիական հատկություններ – ընտրովի լազերային հալման, տաք սեղմման և սովորական ձուլման համեմատություն:Ավելացնել.արտադրող.16, 81–89 (2017):
Bakhshwan, M., Myant, KW, Reddichoff, T., and Pham, MS Microstructure Contribut to Additively Fabricated 316L Stainless Steel Dry Sliding Wearing Mechanisms and Anisotropy.Մայր բուհի.դեկտ.196, 109076 (2020):
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. and Tatlock GJ. Ընտրովի լազերային հալման միջոցով ստացված երկաթի օքսիդի դիսպերսիայով կարծրացած պողպատե կոնստրուկցիաների մեխանիկական արձագանքը և դեֆորմացման մեխանիզմները:ամսագիր.87, 201–215 (2015):
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI and Akhtar, F. Ավելի բարձր կարգի մեխանիկական ամրություն SLM 2507-ի ջերմային մշակումից հետո սենյակային և բարձր ջերմաստիճանում, որն օգնում է կոշտ/ճկուն սիգմա տեղումներից:Մետաղ (Բազել).9, (2019):
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., and Li, S. Միկրոկառուցվածք, հետջերմային ռեակցիա և 3D տպագրված 17-4 PH չժանգոտվող պողպատի տրիբոլոգիական հատկություններ:Հագած 456–457, (2020):
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., and Zhang, L. Խտացման վարքագիծը, միկրոկառուցվածքի էվոլյուցիան և TiC/AISI420 չժանգոտվող պողպատի կոմպոզիտների մեխանիկական հատկությունները, որոնք պատրաստված են ընտրովի լազերային հալման միջոցով:Մայր բուհի.դեկտ.187, 1–13 (2020):
Zhao X. et al.AISI 420 չժանգոտվող պողպատի պատրաստում և բնութագրում ընտրովի լազերային հալման միջոցով:Մայր բուհի.արտադրող.գործընթաց։30, 1283–1289 (2015):
Sun Y., Moroz A. and Alrbey K. 316L չժանգոտվող պողպատի ընտրովի լազերային հալման լոգարիթմական մաշվածության բնութագրերը և կոռոզիոն վարքը:Ջ. Մայր բուհի.նախագիծը։կատարել.23, 518–526 (2013):
Shibata, K. et al.Փոշու անկողնային չժանգոտվող պողպատի շփում և մաշվածություն նավթի քսման տակ [J]:Տրիբիոլ.ներքին 104, 183–190 (2016).
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-09-2023