Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript bolmazdan görkezýäris.
Slaýdda üç makalany görkezýän slaýderler.Slaýdlardan geçmek üçin yzky we indiki düwmeleri ýa-da her slaýddan geçmek üçin ahyrynda slaýd gözegçilik düwmelerini ulanyň.

ASTM A240 304 316 Poslamaýan polatdan orta galyň plastinka Hytaý zawodynyň bahasy kesilip we ýöriteleşdirilip bilner.

Material bahasy: 201/304 / 304l / 316 / 316l / 321/309s / 310s / 410/420/430 / 904l / 2205/2507
Görnüşi: Ferrit, Austenit, Martensit, Duplex
Tehnologiýa: Sowuk rulonly we gyzgyn rulonly
Şahadatnamalar: ISO9001, CE, SGS her ýyl
Hyzmat: Üçünji tarap synagy
Eltip bermek: 10-15 günüň içinde ýa-da mukdaryny göz öňünde tutmak

Poslamaýan polat, iň az mukdarda 10,5 göterime eýe bolan demir erginidir.Hromyň düzümi polatyň üstünde passiwasiýa gatlagy diýilýän inçe hrom oksidi filmini öndürýär.Bu gatlak poladyň üstünde poslamagyň öňüni alýar;polatdaky Hromyň mukdary näçe köp bolsa, poslama garşylyk şonça-da köp bolar.

Polatda uglerod, kremniý we marganes ýaly dürli mukdarda elementler hem bar.Poslama garşylygy (Nikel) we formallygyny (Molibden) ýokarlandyrmak üçin beýleki elementleri goşup bolýar.

Takmynan 22.5 tomdan ybarat ýokary uglerod martensitiki poslamaýan poladyň (HCMSS) özüni alyp barşy.Hrom (Cr) we vanadiý (V) köp mukdarda karbidler, elektron şöhleleriniň eremegi (EBM) bilen kesgitlenildi.Mikrostruktura martensit we galyndy austenit fazalaryndan durýar, submikron ýokary V we mikron ýokary Cr karbidleri deň paýlanýar we gatylygy gaty ýokary.Könelişen ýoldan materialyň garşydaş bedene geçirilmegi sebäpli CoF takmynan 14.1% azalýar.Birmeňzeş bejerilen martensitiki gural polatlary bilen deňeşdirilende, pes ulanylýan ýüklerde HCMSS-iň köneliş tizligi diýen ýaly.Esasy geýim mehanizmi polat matrisany aşgazan bilen aýyrmak, soň bolsa eşik ýolunyň okislenmegi bolup durýar, üç komponentli abraziw köýnek bolsa ýüküň köpelmegi bilen ýüze çykýar.Kesgitli gatylygyň kartasy bilen kesgitlenen könelişen yzyň aşagyndaky plastiki deformasiýa ýerleri.Könelişmek şertleriniň ýokarlanmagy bilen ýüze çykýan aýratyn hadysalar karbidiň ýarylmagy, ýokary vanadiý karbidiň ýyrtylmagy we ölmegiň ýarylmagy hökmünde häsiýetlendirilýär.Bu gözleg, şahlardan başlap, plastmassa sanjym galyplaryna çenli EBM komponentleriniň önümçiligine ýol açyp biljek HCMSS goşundy önümçiliginiň eşik aýratynlyklaryny açýar.
Poslamaýan polat (SS), poslama garşylygy we amatly mehaniki aýratynlyklary sebäpli howa giňişliginde, awtoulagda, iýmitde we başga-da köp ulanylýan polatlaryň köpugurly maşgalasydyr.Olaryň ýokary poslama garşylygy, HC-de hromyň (11,5 wt% -den gowrak) köp bolmagy sebäpli, üstünde ýokary hrom düzümi bolan oksid filminiň emele gelmegine goşant goşýar1.Şeýle-de bolsa, poslamaýan polatdan ýasalan derejeleriň köpüsinde az uglerod bar we şonuň üçin gaty berkligi we könelmegine garşylygy bar, netijede howa giňişligine gonmak komponentleri ýaly könelişen enjamlarda hyzmat möhleti azalýar4.Adatça olaryň gatylygy pes (180-den 450 HV aralygynda), diňe käbir ýylylyk bilen bejerilen martensit poslamaýan polatlaryň ýokary gatylygy (700 HV çenli) we ýokary uglerod düzümi (1,2 wt% -e çenli) bolup biler. martensitiň emele gelmegi.1. Gysgaça aýdanyňda, ýokary uglerod düzümi martensit öwrülişiniň temperaturasyny peseldýär, bu doly martensit mikrostrukturasynyň emele gelmegine we ýokary sowadyş tizliginde könelişmeýän mikrostrukturany almaga mümkinçilik berýär.Ölümiň könelmegine garşylygy hasam gowulandyrmak üçin polat matrisa gaty fazalar (mysal üçin karbidler) goşup bolýar.
Goşmaça önümçiligiň (AM) ornaşdyrylmagy islenýän kompozisiýa, mikrostruktura aýratynlyklary we ýokary mehaniki häsiýetleri bolan täze materiallary öndürip biler5,6.Mysal üçin, iň täjirleşdirilen goşmaça kebşirleme amallarynyň biri bolan poroşok düşeginiň eremegi (PBF), lazer ýa-da elektron şöhleleri ýaly ýylylyk çeşmelerini ulanyp, tozanlary eredip, ýakyn şekilli bölekleri emele getirmek üçin öňünden garylan tozanlaryň çökmegini öz içine alýar.Birnäçe gözleg, goşmaça işlenmedik poslamaýan polat bölekleriniň adaty ýasalan böleklerden ýokary bolup biljekdigini görkezdi.Mysal üçin, goşmaça gaýtadan işlemäge sezewar bolan austenit poslamaýan polatlaryň has inçe mikrostrukturasy (ýagny, Hall-Petch gatnaşyklary) 3,8,9 sebäpli has ýokary mehaniki häsiýetlere eýe bolandygy görkezildi.AM bilen bejerilen ferrit poslamaýan poladyň ýylylyk bejergisi, adaty kärdeşlerine meňzeş mehaniki häsiýetleri üpjün edýän goşmaça çökündileri öndürýär3,10.Güýçli we gaty berkligi bolan goşa fazaly poslamaýan polat, goşmaça gaýtadan işlemek arkaly gaýtadan işlenýär, mikrostrukturada hrom baý intermetal fazalar sebäpli gowulaşan mehaniki häsiýetler11.Mundan başga-da, mikrostrukturada saklanylýan austenitiň üstünden gözegçilik etmek we 3,12,13,14 işleýiş we ýylylygy bejermek parametrlerini optimizirlemek arkaly goşmaça gatylaşdyrylan martensit we PH poslamaýan polatlaryň kämilleşdirilen mehaniki häsiýetleri alynyp bilner.
Häzirki wagta çenli AM austenit poslamaýan polatlaryň tribologik aýratynlyklary beýleki poslamaýan polatlardan has köp üns aldy.316L bilen bejerilen poroşok gatlagynda (L-PBF) lazeriň eremeginiň tribologik häsiýeti AM gaýtadan işlemegiň parametrleriniň funksiýasy hökmünde öwrenildi.Skaneriň tizligini azaltmak ýa-da lazer güýjüni ýokarlandyrmak arkaly gözenekliligi azaltmak könelişme garşylygyny ýokarlandyryp biljekdigi görkezildi15,16.Li we al.17 dürli parametrler (ýük, ýygylyk we temperatura) boýunça gury süýşýän eşikleri synagdan geçirdi we otag temperaturasynyň könelmeginiň esasy eşik mehanizmidigini görkezdi, şol bir wagtyň özünde süýşmegiň tizligini we temperaturasynyň ýokarlanmagy okislenmä kömek edýär.Alnan oksid gatlagy rulmanyň işlemegini üpjün edýär, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen sürtülme azalýar we has ýokary temperaturada könelişme ýokarlanýar.Beýleki gözleglerde, TiC18, TiB219 we SiC20 bölejikleriniň L-PBF bejerilen 316L matrisa goşulmagy, gaty bölejikleriň göwrüminiň köpelmegi bilen dykyz iş gatylaşdyrylan sürtülme gatlagyny emele getirip, aşaga garşylygy gowulaşdyrdy.Gorag oksidi gatlagy L-PBF12 bejerilen PH polatdan we SS11 goşa polatdan hem syn edildi, bu ýylylykdan soňky bejergisi bilen saklanylýan austenitiň çäklendirilmeginiň könelmegine garşylygy ýokarlandyryp biljekdigini görkezýär.Bu ýerde jemlenişi ýaly, edebiýat esasan 316L SS seriýalynyň tribologik ýerine ýetirilişine gönükdirilendir, şol bir wagtyň özünde has ýokary uglerodly martensitiki goşmaça poslamaýan polatlaryň tribologik görkezijileri barada az maglumat bar.
Elektron şöhlesiniň eremegi (EBM), has ýokary temperatura we skaner derejesine ýetmek ukyby sebäpli ýokary vanadiý we hrom karbidleri ýaly refrakter karbidler bilen mikrostrukturalary emele getirmäge ukyply L-PBF-e meňzeş usuldyr, poslamaýan EBM gaýtadan işlemek boýunça bar bolan edebiýat polat, esasan, ýarylmazdan we gözeneksiz mikrostrukturany almak we mehaniki häsiýetleri gowulandyrmak üçin iň amatly ELM gaýtadan işleýiş parametrlerini kesgitlemäge gönükdirilendir, şol bir wagtyň özünde EBM poslamaýan poladyň tribologik aýratynlyklarynyň üstünde işleýär.Şu wagta çenli ELR bilen bejerilen ýokary uglerodly martensit poslamaýan poladyň köneliş mehanizmi çäkli şertlerde öwrenildi we abraziw (çägeli synag), gurak we palçyk-eroziýa şertlerinde agyr plastmassa deformasiýasynyň ýüze çykandygy habar berildi27.
Bu gözleg, aşakda görkezilen gury süýşmek şertlerinde ELR bilen bejerilen ýokary uglerod martensitik poslamaýan poladyň könelmegine we sürtülme aýratynlyklaryny derňedi.Ilki bilen, mikrostruktura aýratynlyklary elektron mikroskopiýa (SEM), energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy (EDX), rentgen difraksiýasy we şekil derňewi arkaly häsiýetlendirildi.Bu usullar bilen alnan maglumatlar soňra dürli ýükleriň aşagyndaky gury garşylyk synaglary arkaly tribologiki özüni alyp barşyna gözegçilik etmek üçin esas hökmünde ulanylýar we ahyrsoňy könelen ýer morfologiýasy SEM-EDX we lazer profilometrleri arkaly barlanýar.Köneliş derejesi kesgitlenildi we şuňa meňzeş bejerilen martensit gurallary bilen deňeşdirildi.Bu SS ulgamyny şol bir bejerginiň has köp ulanylýan köýnek ulgamlary bilen deňeşdirmek üçin esas döretmek üçin edildi.Netijede, geýim ýolunyň kesişýän kartasy, kontakt wagtynda ýüze çykýan plastiki deformasiýany açyp görkezýän gatylyk karta algoritmini ulanyp görkezilýär.Bu gözleg üçin tribologiki synaglaryň bu täze materialyň tribologiki aýratynlyklaryna has gowy düşünmek we belli bir amaly simulirlemek üçin geçirilendigini bellemelidiris.Bu gözleg, agyr şertlerde işlemegi talap edýän geýim programmalary üçin täze goşmaça öndürilen martensit poslamaýan poladyň tribologiki aýratynlyklaryna has gowy düşünmäge kömek edýär.
Vibenite® 350 markasy bilen ELR bilen bejerilen ýokary uglerod martensitiki poslamaýan poladyň (HCMSS) nusgalary Şwesiýanyň VBN Component AB tarapyndan işlenip düzüldi we üpjün edildi.Nusganyň nominal himiki düzümi: 1,9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (wt.%).Ilki bilen, gury süýşýän nusgalar (40 mm × 20 mm × 5 mm) alnan gönüburçly nusgalardan (42 mm × 22 mm × 7 mm) elektrik togunyň işleýşini (EDM) ulanyp termaldan soňky bejergisiz ýasaldy.Soňra nusgalar, takmynan 0,15 mμ bolan ýerüsti çişlik (Ra) almak üçin 240-dan 2400 R çenli däne ululygyndaky SiC çäge kagyzy bilen yzygiderli ýerleşdirildi.Mundan başga-da, nominal himiki düzümi 1,5 C, 4.0 Cr, 2,5 Mo, 2,5 W, 4.0 V, 85.5 Fe (wt.%) EBM bilen bejerilen ýokary uglerodly martensit gural polatynyň (HCMTS) nusgalary. Vibenite® 150) Şeýle hem taýýarlanylýar.HCMTS göwrümi boýunça 8% karbidi öz içine alýar we diňe HCMSS köneliş derejesi baradaky maglumatlary deňeşdirmek üçin ulanylýar.
HCMSS-iň mikrostruktura häsiýetnamasy Oksford Gurallaryndan energiýa dispersiýa rentgen (EDX) XMax80 detektory bilen enjamlaşdyrylan SEM (FEI Quanta 250, ABŞ) ulanylyp amala aşyryldy.3500 µm2 öz içine alýan üç sany tötänleýin fotomikrograf, arka ýaýradylan elektron (BSE) re modeiminde alyndy we soňra meýdan böleklerini (ýagny ses bölegi), ululygyny we görnüşini kesgitlemek üçin şekil analizi (ImageJ®) 28 ulanyp seljerildi.Syn edilen häsiýetli morfologiýa sebäpli meýdanyň bölegi ses fraksiýasyna deň alyndy.Mundan başga-da, karbidleriň şekil faktory şekil faktorynyň deňlemesi (Shfa) arkaly hasaplanýar:
Bu ýerde Ai karbidiň meýdany (µm2), Pi bolsa karbidiň perimetri (µm) 29.Fazalary kesgitlemek üçin, Co-Kα radiasiýasy (λ = 1.79026 Å) rentgen diffraktometri (LynxEye 1D zolak detektory bilen Bruker D8 Discover) arkaly poroşok rentgen difraksiýasy (XRD) geçirildi.Nusgany 2θ aralygynda 35 ° -dan 130 ° aralygynda, ädim ululygy 0.02 ° we ädim wagty 2 sekuntda gözden geçiriň.XRD maglumatlary 2021-nji ýylda kristalografiki maglumatlar binýadyny täzelän Diffract.EVA programma üpjünçiligi arkaly derňeldi. Mundan başga-da, mikrohardness kesgitlemek üçin Wikersiň gatylygy barlaýjy (Struers Durascan 80, Awstriýa) ulanyldy.ASTM E384-17 30 standartyna laýyklykda, 5 kgf-da 10 s üçin 0,35 mm artdyrylan metalografiki taýdan taýýarlanan nusgalarda 30 sany çap edildi.Authorsazyjylar öň HCMTS31-iň mikrostruktura aýratynlyklaryny häsiýetlendiripdirler.
Top plastinka tribometri (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, ABŞ) gury garşylykly geýim synaglaryny geçirmek üçin ulanyldy, konfigurasiýasy başga bir ýerde jikme-jikdir31.Synag parametrleri aşakdakylar: 32 ASTM G133-05 standartyna laýyklykda, 3 N ýük, ýygylyk 1 Hz, urgy 3 mm, dowamlylygy 1 sagat.Çehiýanyň Redhill Precision tarapyndan üpjün edilen alýumin oksid toplary (Al2O3, takyklygy synpy 28 / ISO 3290), takmynan 1500 HV makrohardness we ýerüsti gödekligi (Ra) takmynan 0,05 µm. .Deňagramlylyk, deňagramlylyk sebäpli bolup biläýjek okislenmäniň täsirleriniň öňüni almak we agyr eşik şertlerinde nusgalaryň eşik mehanizmlerine has gowy düşünmek üçin saýlandy.Synag parametrleriniň könelişme maglumatlary bar bolan gözlegler bilen deňeşdirmek üçin Ref.8 bilen deňdigini bellemelidiris.Mundan başga-da, has ýokary ýüklerde tribologiki görkezijini barlamak üçin 10 N ýükli iki taraplaýyn synag geçirildi, beýleki synag parametrleri hemişelik galdy.Gertse görä başlangyç aragatnaşyk basyşlary degişlilikde 3 N we 10 N-de 7,7 MPa we 11.5 MPa.Geýim synagy wagtynda sürtülme güýji 45 Hz ýygylykda hasaba alyndy we sürtülmäniň ortaça koeffisiýenti (CoF) hasaplandy.Her ýük üçin daşky gurşaw şertlerinde üç ölçeg geçirildi.
Geýim traýektoriýasy ýokarda beýan edilen SEM-iň kömegi bilen gözden geçirildi we EMF derňewi Aztec Acquisition könelişen ýerüsti derňew programma üpjünçiligi arkaly geçirildi.Jübütlenen kubyň könelen ýüzi optiki mikroskop arkaly barlandy (Keyence VHX-5000, Japanaponiýa).Kontakt däl lazer profili (NanoFocus µScan, Germaniýa), z oky boýunça dikligine ± 0,1 µm we x we ​​y oklary boýunça 5 µm dikligine bellik belligini skanirledi.Könelişen yzyň profil kartasy Matlab®-da profil ölçeglerinden alnan x, y, z koordinatlaryny ulanyp döredildi.Profileerüsti profil kartasyndan alnan birnäçe wertikal geýim ýoly profilleri könelişen ýolda könelişen ses mukdaryny hasaplamak üçin ulanylýar.Ses ýitgisi sim profiliniň ortaça kesiş meýdanynyň önümi we könelişen ýoluň uzynlygy hökmünde hasaplandy we bu usulyň goşmaça jikme-jiklikleri awtorlar tarapyndan öň beýan edilipdi33.Bu ýerden aýratyn eşik derejesi (k) aşakdaky formuladan alynýar:
Bu ýerde V köýnek (mm3) sebäpli ses ýitgisi, W ulanylýan ýük (N), L süýşýän aralyk (mm), k bolsa belli bir eşik tizligi (mm3 / Nm) 34.HCMTS üçin sürtülme maglumatlary we ýerüsti profil kartalary HCMSS eşik derejesini deňeşdirmek üçin goşmaça materiallara (S1 goşmaça surat we S2 surat) goşulýar.
Bu gözlegde, geýim zolagynyň plastiki deformasiýa häsiýetini (ýagny kontakt basyşy sebäpli gatylaşmagy) görkezmek üçin geýim ýolunyň kesişýän gatylygy kartasy ulanyldy.Jaýlanan nusgalar, kesiji maşynda (Struers Accutom-5, Awstriýa) alýumin oksidi kesýän tigir bilen kesildi we nusgalaryň galyňlygy boýunça 240-dan 4000 P çenli SiC çäge kagyzlary bilen ýalpyldy.ASTM E348-17 laýyklykda 0,5 kgf 10 s we 0,1 mm aralykda mikrohardness ölçegi.Neşirler ýeriň üstünden takmynan 60 µm aşakda 1,26 × 0,3 mm2 gönüburçly torda ýerleşdirildi (1-nji surat), soň bolsa başga bir ýerde beýan edilen Matlab® kody bilen gatylyk kartasy görkezildi35.Mundan başga-da, köýnek zolagynyň kesiş böleginiň mikrostrukturasy SEM ulanyp gözden geçirildi.
Kesişiň (a) ýerleşýän ýerini görkezýän geýim belgisiniň shemasy we (b) kesişde görkezilen belligi görkezýän gatylyk kartasynyň optiki mikrografiýasy.
ELP bilen bejerilen HCMSS-iň mikrostrukturasy matrisa bilen gurşalan birmeňzeş karbid torundan durýar (2a surat, b).EDX derňewi çal we gara karbidleriň degişlilikde hrom we vanadiý baý karbidlerdigini görkezdi (1-nji tablisa).Surat derňewinden hasaplanylanda, karbidleriň göwrüm bölegi .5 22.5% (ýokary hrom karbidleri we .3 4.3% ýokary vanadiý karbidleri) hasaplanýar.Adaty gyşarmalar bilen ortaça däne ululyklary degişlilikde V we Cr baý karbidler üçin 0,64 ± 0,2 mkm we 1,84 ± 0,4 mkm (2-nji surat, d).Vokary V karbidler, takmynan 0,88 ± 0.03 şekilli faktor (± SD) bilen tegelek bolýar, sebäbi 1-e ýakyn şekil faktorynyň bahalary tegelek karbidlere gabat gelýär.Munuň tersine, ýokary hrom karbidleri tegelek däl, şekilli faktor takmynan 0,56 ± 0.01, aglomerasiýa sebäpli bolup biler.Martensit (α, bcc) we saklanylýan austenit (γ ', fcc) difraksiýa pikleri 2e-nji suratda görkezilişi ýaly HCMSS rentgen görnüşinde tapyldy.Mundan başga-da, rentgen nagşy ikinji derejeli karbidleriň bardygyny görkezýär.Chrokary hrom karbidleri M3C2 we M23C6 görnüşli karbidler hökmünde kesgitlenildi.Edebiýat maglumatlaryna görä, VC karbidleriniň 36,37,38 difraksiýa pikleri ≈43 ° we 63 ° derejesinde hasaba alyndy, bu VC pikleriniň hrom baý karbidleriň M23C6 pikleri bilen maskalanandygyny görkezýär (2e surat).
EBL (a) bilen pes ulaldylan we (b) ýokary ulalanda ýokary uglerodly martensitik poslamaýan poladyň mikrostrukturasy, hrom we vanadiý baý karbidleri we poslamaýan polat matrisa (elektron arkaýyn tertibi) görkezýär.Hrom baý (c) we vanadiýa baý (d) karbidleriň däne ululygynyň paýlanyşyny görkezýän çyzgylar.Rentgen nagşy mikrostrukturada (d) martensitiň, saklanan austenitiň we karbidleriň bardygyny görkezýär.
Ortaça mikrohardness 625,7 + 7.5 HV5 bolup, ýylylyk bejergisiz adaty gaýtadan işlenen martensit poslamaýan polatdan (450 HV) 1 bilen deňeşdirilende has ýokary gatylygy görkezýär.Vokary V karbidleriň we ýokary Cr karbidleriň nanoindentasiýa gatylygy degişlilikde 12 bilen 32.5 GPa39 bilen 13–22 GPa40 aralygyndadygy habar berilýär.Şeýlelik bilen, ELP bilen bejerilen HCMSS-iň ýokary gatylygy karbid torunyň döremegine kömek edýän uglerodyň köp bolmagy bilen baglanyşyklydyr.Şeýlelik bilen, ELP bilen bejerilen HSMSS termiki post-bejergisiz gowy mikrostruktura aýratynlyklaryny we gatylygyny görkezýär.
3 N we 10 N nusgalar üçin sürtülme ortaça koeffisiýentiniň (CoF) egrileri 3-nji suratda görkezilýär, iň az we iň ýokary sürtülme bahalarynyň diapazony aç-açan kölege bilen bellenýär.Her egriniň işleýiş fazasy we yzygiderli ýagdaý fazasy görkezilýär.Işleýiş fazasy 1,2 m-de CoF (± SD) 0.41 ± 0.24.3 N we 3,7 m-de CoF 0.71 ± 0.16.10 N bilen, sürtülme duranda faza durnukly ýagdaýa girmezden ozal tamamlanýar.çalt üýtgemeýär.Kiçijik aragatnaşyk meýdany we gödek başlangyç plastmassa deformasiýasy sebäpli, 3 N we 10 N-de işleýän döwürde sürtülme güýji çalt ýokarlandy, bu ýerde has ýokary sürtülme güýji we has uzak süýşme aralygy 10 N-de bolup biler, bu bolsa bolup biler. 3 N bilen deňeşdirilende, ýerüsti zeper has ýokarydyr.3 N we 10 N üçin, stasionar fazadaky CoF bahalary degişlilikde 0.78 ± 0.05 we 0.67 ± 0.01.CoF 10 N-de diýen ýaly durnukly we kem-kemden 3 N-de ýokarlanýar Çäkli edebiýatda, pes ulanylýan ýüklerde keramiki reaksiýa korpuslary bilen deňeşdirilende, L-PBF poslamaýan polatdan bejerilen 0,5 bilen 0.728, 20, 42 aralygyndadyr. bu işde ölçenen CoF bahalary bilen gowy ylalaşyk.Durnukly ýagdaýda artýan ýük bilen CoF-iň peselmegi (takmynan 14.1%) könelen ýer bilen kärdeşiniň arasyndaky interfeýsde ýüze çykýan ýeriň zaýalanmagy bilen baglanyşykly bolup biler, bu indiki bölümde üstüň seljermesi arkaly ara alnyp maslahatlaşylar. könelen nusgalar.
3 N we 10 N süýşýän ýollarda ELP bilen bejerilen VSMSS nusgalarynyň sürtülme koeffisiýentleri, her egrilik üçin stasionar faza bellenýär.
HKMS-iň (625,7 HV) geýim derejesi 6,56 ± 0.33 × 10–6 mm3 / Nm we 3 N we 10 N-de 9,66 ± 0.37 × 10–6 mm3 / Nm hasaplanýar (4-nji surat).Şeýlelik bilen, L-PBF we PH SS17,43 bilen bejerilen austenit boýunça bar bolan barlaglar bilen oňat gabat gelýän ýüküň köpelmegi bilen könelişýär.Şol bir tribologiki şertlerde, 3 N-de könelişme derejesi, öňki ýagdaýdaky ýaly L-PBF (k = 3.50 ± 0.3 × 10–5 mm3 / Nm, 229 HV) bilen bejerilen austenit poslamaýan polatdan takmynan bäşden birine deňdir. .8. Mundan başga-da, 3 N-de HCMSS-iň köneliş tizligi adaty işlenip düzülen austenit poslamaýan polatdan ep-esli pesdi we esasanam ýokary izotrop basylanlardan has ýokarydy (k = 4.20 ± 0.3 × 10–5 mm3)./ Nm, 176 HV) we guýma (k = 4.70 ± 0.3 × 10–5 mm3 / Nm, 156 HV) degişlilikde 8-nji austenit poslamaýan polatdan işlenildi.Edebiýatdaky bu gözlegler bilen deňeşdirilende, HCMSS-iň gowulaşan könelişme garşylygy ýokary uglerod düzümine we emele gelen karbid toruna bagly bolup, adaty işlenip taýýarlanylan austenit poslamaýan polatdan has ýokary gatylyga sebäp bolýar.HCMSS nusgalarynyň könelişiş derejesini has giňişleýin öwrenmek üçin şuňa meňzeş işlenip düzülen ýokary uglerod martensitik gural polat (HCMTS) nusgasy (gatylygy 790 HV) deňeşdirmek üçin şuňa meňzeş şertlerde (3 N we 10 N) synag edildi;Goşmaça material HCMTS ýerüsti profil kartasydyr (goşmaça surat S2).HCMSS-iň köneliş tizligi (k = 6.56 ± 0.34 × 10–6 mm3 / Nm), 3 N (k = 6.65 ± 0.68 × 10–6 mm3 / Nm) HCMTS bilen deňeşdirilýär, bu ajaýyp aşaga garşylygy görkezýär .Bu aýratynlyklar, esasan, HCMSS-iň mikrostruktura aýratynlyklary bilen baglanyşyklydyr (ýagny 3.1-nji bölümde görkezilişi ýaly karbid bölejikleriniň matrisada karbid bölejikleriniň ululygy, görnüşi we paýlanyşy).Ozal habar berlişi ýaly 31,44, karbidiň düzümi könelişen ýaranyň giňligine we çuňlugyna we mikro-abraziw köýnegiň mehanizmine täsir edýär.Şeýle-de bolsa, karbidiň mukdary 10 N-de ölmegi goramak üçin ýeterlik däl, netijede könelişýär.Indiki bölümde, HCMSS-iň köneliş tizligine täsir edýän esasy könelişme we deformasiýa mehanizmlerini düşündirmek üçin ýerüsti morfologiýa we topografiýa ulanylýar.10 N-de, VCMSS (k = 9.66 ± 0.37 × 10–6 mm3 / Nm) köneliş tizligi VKMTS-den (k = 5.45 ± 0.69 × 10–6 mm3 / Nm) ýokarydyr.Munuň tersine, bu eşikleriň derejesi henizem gaty ýokary: şuňa meňzeş synag şertlerinde hrom we sputnik esasly örtükleriň köneliş derejesi HCMSS45,46-dan pesdir.Ahyrynda, alýuminiň gatylygy (1500 HV) sebäpli, jübütleşmegiň könelişen derejesi ujypsyzdy we nusgadan alýumin toplaryna material geçiriş alamatlary tapyldy.
Carbonokary uglerod martensit poslamaýan polatdan (HMCSS) ELR gaýtadan işlemek, dürli uglerodda poslamaýan polatdan (316LSS) ýokary uglerod martensit gural polatdan (HCMTS) we L-PBF-den ELR gaýtadan işlemek. tizlik ýüklenýär.Pytraňňy ölçegleriň adaty gyşarmagyny görkezýär.Austenit poslamaýan polatlar üçin maglumatlar 8-den alynýar.
Hrom we sputnik ýaly gaty berkitmeler goşmaça işlenip düzülen garyndy ulgamlaryndan has gowy könelişme garşylygyny üpjün edip bilýän hem bolsa, goşmaça işlemek (1) mikrostrukturany gowulandyryp biler, esasanam dürli dykyzlygy bolan materiallar üçin.ahyrky bölümdäki amallar;we (3) integral suwuk dinamiki podşipnikler ýaly täze ýerüsti topologiýalary döretmek.Mundan başga-da, AM geometrik dizaýn çeýeligini hödürleýär.Bu gözleg, esasanam täze we möhümdir, sebäbi häzirki edebiýat gaty çäkli bolan EBM bilen täze döredilen metal erginleriniň geýim aýratynlyklaryny düşündirmek möhümdir.
Könelen ýeriň morfologiýasy we 3 N-de könelen nusgalaryň morfologiýasy injirde görkezilýär.5, esasy eşik mehanizmi aşgazan, soň bolsa okislenme.Ilki bilen polat substrat plastiki taýdan deformasiýa edilýär we ýerüsti profilde görkezilişi ýaly 1 to3 m çuňlukda çukur emele getirýär (5a surat).Üznüksiz süýşmek arkaly emele gelýän sürtülme ýylylygy sebäpli, aýrylan material tribologiýa ulgamynyň interfeýsinde galyp, ýokary hrom we vanadiý karbidlerini gurşap alýan ýokary demir oksidiniň kiçi adalaryndan ybarat tribologik gatlagy emele getirýär (5b surat we 2-nji tablisa).), L-PBF15,17 bilen bejerilen austenit poslamaýan polatdan hem habar berlişi ýaly.Injirde.5c könelişen yzyň merkezinde bolup geçýän güýçli okislenmäni görkezýär.Şeýlelik bilen, sürtülme gatlagynyň emele gelmegi sürtülme gatlagynyň (ýagny, oksid gatlagynyň) ýok edilmegi bilen aňsatlaşdyrylýar ýa-da mikrostrukturanyň gowşak ýerlerinde materialyň aýrylmagy, şeýlelik bilen materialyň ýok edilmegini çaltlaşdyrýar.Iki ýagdaýda-da sürtülme gatlagynyň ýok edilmegi interfeýsde könelişen önümleriň döremegine sebäp bolýar, bu bolsa 3N durnukly ýagdaýda CoF-iň köpelmegine sebäp bolup biler (3-nji surat).Mundan başga-da, köýnegiň ugrunda oksidler we boş eşik bölejikleri sebäpli dörän üç bölekli alamatlar bar, bu bolsa aşaky gatlakda mikro çyzgylaryň döremegine sebäp bolýar (5b surat, e) 9,12,47.
3 N-de ELP bilen bejerilen ýokary uglerodly martensit poslamaýan poladyň könelişen ýer morfologiýasynyň üstki profilini (a) we fotomikrograflary (b - f), BSE re modeiminde (d) eşik belgisiniň kesişmesi we köýnegiň optiki mikroskopiýasy 3 N (g) alýumin sferasynda.
Polat substratda emele gelen süýüm zolaklary, könelmegi sebäpli plastiki deformasiýany görkezýär (5e-nji surat).Şuňa meňzeş netijeler L-PBF bilen bejerilen SS47 austenit poladyň könelişen hereketini öwrenmekde hem gazanyldy.Wanadiýa baý karbidleriň üýtgemegi, süýşmek wagtynda polat matrisanyň plastiki deformasiýasyny görkezýär (5e-nji surat).Geýim belgisiniň kesiş böleginiň mikrograflary, mikrokratlar bilen gurşalan ownuk tegelek çukurlaryň bardygyny görkezýär (5-nji surat), bu ýeriň golaýynda aşa köp plastiki deformasiýa sebäpli bolup biler.Alýumin oksid sferalaryna material geçirmek çäkli bolsa, sferalar üýtgemedi (5g surat).
Nusgalaryň könelişen giňligi we çuňlugy, ýerüsti topografiýa kartasynda görkezilişi ýaly (10 N) artýan ýük bilen ýokarlandy (6a surat).Aşgazan we okislenme henizem agdyklyk edýän mehanizmler bolup durýar we köýnek ýolundaky mikro çyzgylaryň sanynyň köpelmegi üç bölek köýnegiň 10 N-de hem bolýandygyny görkezýär (6b surat).EDX derňewi demirlere baý oksid adalarynyň emele gelendigini görkezdi.Spektrdäki Al pikler maddanyň kontragentden nusga geçirilmeginiň 10 N-de bolandygyny tassyklady (6-njy surat we 3-nji tablisa), 3 N (2-nji tablisa).Üç beden geýimi, oksid adalaryndan we analoglardan geýilýän bölejikler sebäpli ýüze çykýar, bu ýerde jikme-jik EDX derňewi analoglardan material göterijiligini ýüze çykardy (S3 goşmaça surat we S1 tablisa).Oksid adalarynyň ösüşi çuň çukurlar bilen baglanyşyklydyr, bu hem 3N-de bolýar (5-nji surat).Karbidleriň döwülmegi we bölünmegi esasan 10 N Cr baý karbidlerde bolýar (6e surat, f).Mundan başga-da, ýokary V karbidler çişýär we daş-töweregi matrisany geýýär, bu bolsa öz gezeginde üç bölek könelmegine sebäp bolýar.Voluň kesişýän böleginde (6d surat) beýik V karbidiň ululygyna we görnüşine meňzeş çukur (6-njy surat) peýda boldy (ýokary karbidiň ululygyna we şekil analizine serediň. 3.1) karbid V 10 N.-da matrisany öçürip biler. Highokary V karbidleriň tegelek görnüşi çekmek täsirine goşant goşýar, aglomeratiw ýokary Cr karbidleri ýarylmaga meýilli (6e surat, f).Bu şowsuzlyk häsiýeti, matrisanyň plastiki deformasiýa garşy durmak ukybyndan ýokarydygyny we mikrostrukturanyň 10 N.-da ýeterlik täsir güýji bermeýändigini görkezýär (6d-nji surat) süýşmek wagtynda ýüze çykýan plastiki deformasiýanyň intensiwligini görkezýär.N.ük artdygyça, 10 N.-da durnukly bolup bilýän könelen ýoldan alýumin topuna material bolýar (6-njy surat), CoF bahalarynyň peselmeginiň esasy sebäbi (3-nji surat).
10 N-da EBA bilen bejerilen ýokary uglerodly martensit poslamaýan poladyň könelen topografiýasynyň (b - f) fotomikrograflary (b - f), BSE re modeiminde (d) we optiki mikroskop üstünde kesiş geýiň alýumin sferasy 10 N (g).
Süýşýän geýim wagtynda, antikor bilen örtülen gysyjy we gyrkym streslerine sezewar bolýar, könelen ýeriň aşagynda ep-esli plastiki deformasiýa bolýar 34,48,49.Şol sebäpli, materialyň könelişmegini kesgitleýän könelişme we deformasiýa mehanizmlerine täsir edip, plastmassa deformasiýasy sebäpli işiň gatylaşmagy bolup biler.Şonuň üçin bu işde könelişen ýoluň aşagyndaky plastiki deformasiýa zonasynyň (PDZ) ýük funksiýasy hökmünde ösüşini kesgitlemek üçin kesişme gatylygy kartalaşdyrmak (2.4 bölümde görkezilişi ýaly) geçirildi.Öňki bölümlerde aýdylyşy ýaly, köne yzyň aşagynda plastmassa deformasiýasynyň aýdyň alamatlary (5d, 6d surat), esasanam 10 N.
Injirde.7-nji suratda 3 N we 10 N. ELP bilen bejerilen HCMSS-iň eşik bellikleriniň kesişme gatylyk diagrammalary görkezilýär. Bu gatylyk gymmatlyklarynyň işiň gatylaşmagynyň täsirine baha bermek üçin indeks hökmünde ulanylandygyny bellemelidiris.Geýim belgisiniň aşagyndaky gatylygyň üýtgemegi, 3 N-de 667-den 672 HV-e çenli (7a surat), bu işiň gatylaşmagynyň ähmiýetiniň ýokdugyny görkezýär.Mikrohardness kartasynyň pes çözgüdi sebäpli (bellikleriň arasyndaky aralyk), ulanylýan gatylygy ölçemek usuly gatylygyň üýtgemelerini tapyp bilmedi.Munuň tersine, iň ýokary çuňlugy 118 µm we uzynlygy 488 µm bolan 677-den 686 HV-e çenli gatylygy bolan PDZ zolaklary, 10 N (7-nji surat) geýim ýolunyň giňligi bilen baglanyşdyrylýar. 6a surat)).PDZ ululygynyň ýük bilen üýtgemegi baradaky şuňa meňzeş maglumatlar L-PBF bilen bejerilen SS47 köýnek gözleginde tapyldy.Netijeler, saklanylýan austenitiň bolmagy, 3, 12, 50 goşmaça öndürilen polatlaryň süýümliligine täsir edýändigini we poladyň işiniň gatylaşmagyny güýçlendirýän plastiki deformasiýa (fazanyň üýtgemeginiň plastiki täsiri) saklanylýan austenitiň martensite öwrülmegini görkezýär.polat 51. VCMSS nusgasynda ozal ara alnyp maslahatlaşylan rentgen difraksiýa nagşyna laýyklykda saklanylýan austenit barlygy sebäpli (2e-nji surat), mikrostrukturada saklanylýan austenitiň kontakt wagtynda martensite öwrülip, ​​PDZ-iň gatylygyny ýokarlandyrmagy teklip edildi ( 7b surat).Mundan başga-da, könelişen ýolda ýüze çykýan süýşmegiň emele gelmegi (5e, 6f surat) süýşýän kontaktda gyrkym stresiniň täsiri astynda süýşmegiň netijesinde dörän plastiki deformasiýany hem görkezýär.Şeýle-de bolsa, 3 N-de ýüze çykan gyrkym stresiniň ýokary ýerleşiş dykyzlygyny ýa-da saklanylýan austenitiň ulanylýan usul bilen martensite öwrülmegi üçin ýeterlik däldi, şonuň üçin işiň gatylaşmagy diňe 10 N-de bolýar (7b-nji surat).
3 N (a) we 10 N (b) -de elektrik togunyň işleýşine sezewar bolan ýokary uglerodly martensit poslamaýan polatdan ýasalan yzlaryň kesiş çyzgylary.
Bu gözleg, ELR bilen bejerilen täze ýokary uglerod martensit poslamaýan poladyň könelişiş häsiýetini we mikrostruktura aýratynlyklaryny görkezýär.Gury geýim synaglary dürli ýükleriň aşagynda süýşmekde geçirildi we könelen nusgalar elektron mikroskopiýa, lazer profilometri we geýim ýollarynyň kesimleriniň gatylyk kartalary arkaly barlandy.
Mikrostruktura seljermesi martensit matrisasynda ýokary mukdarda hrom (~ 18.2% karbid) we vanadiý (~ 4,3% karbid) bolan karbidleriň birmeňzeş paýlanyşyny ýüze çykardy we mikrohardness bilen ýokary bolan austeniti saklady.Esasy geýim mehanizmleri pes ýüklerde könelmek we okislenmekdir, ýokary V karbidler we däneli oksidler sebäpli dörän üç bedenli eşikler hem köpelýän ýükleriň könelmegine kömek edýär.Köneliş tizligi L-PBF we adaty işlenip düzülen austenit poslamaýan polatdan has gowudyr, hatda pes ýüklerde EBM işlenip taýýarlanan gural polatlaryna meňzeýär.CoF bahasy materialyň ters bedene geçirilmegi sebäpli artýan ýük bilen azalýar.Kesgitleýiş gatylygy kartalaşdyrmak usulyny ulanyp, plastik deformasiýa zolagy könelişen belligiň aşagynda görkezilýär.Matrisada bolup biläýjek dänäni arassalamak we fazanyň geçişleri, işiň gatylaşmagynyň täsirlerine has gowy düşünmek üçin elektron arkaýyn difraksiýasyny ulanyp hasam derňelip bilner.Mikrohardness kartasynyň pes çözgüdi, pes ulanylýan ýüklerde könelişme zonasynyň gatylygyny göz öňüne getirmäge mümkinçilik bermeýär, şonuň üçin nanoindentasiýa şol bir usul bilen has ýokary çözgüt üýtgemelerini üpjün edip biler.
Bu gözleg, ilkinji gezek ELR bilen bejerilen täze ýokary uglerod martensit poslamaýan poladyň könelmegine we sürtülme häsiýetlerine giňişleýin seljermäni hödürleýär.AM-nyň geometrik dizaýn erkinligini we AM bilen işleýiş ädimlerini azaltmagyň mümkinçiligini göz öňünde tutup, bu gözleg bu täze materialyň öndürilmegine we çylşyrymly sowadyş kanaly bolan plastmassa sanjym galyplaryna çenli köýnek bilen baglanyşykly enjamlarda ulanylmagyna ýol açyp biler.
Bhat, BN Aerokosmiki materiallar we amaly programmalar, jilt.255 (Amerikan awiasiýa we kosmonawtika jemgyýeti, 2018).
Bajaj, P. we ş.m.Goşmaça önümçilikde polat: mikrostrukturasyna we häsiýetlerine syn.alma mater.Ylym.taslama.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. we Passeggio, F. Süýşmek wagtynda EN 3358 poslamaýan polatdan howa giňişliginiň bölekleriniň könelişen ýerine zeper ýetmegi.Doganlyk.Ed.Integra Strut.23, 127–135 (2012).
Debroý, T. we ş.m.Metal komponentleriň goşmaça önümçiligi - Amal, gurluş we öndürijilik.programmirlemek.alma mater.Ylym.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Wikisk E. we Emmelmann S. Metal goşundylary öndürmek.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM International.Goşmaça önümçilik tehnologiýasy üçin standart terminologiýa.Çalt önümçilik.Kömekçi professor.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. we ş.m.316L poslamaýan poladyň mehaniki we tribologiki aýratynlyklary - saýlama lazeriň eremegini, gyzgyn basylmagyny we adaty guýulmagyny deňeşdirmek.Goşuň.öndüriji.16, 81–89 (2017).
Bagşwan, M.alma mater.dek.196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. we Tatlock GJ Saýlanan lazeriň eremegi bilen alnan demir oksidi dispersiýasy bilen gatylaşan polat konstruksiýalaryň mehaniki jogaby we deformasiýa mehanizmleri.magazineurnaly87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkow VI we Akhtar, F. SLM 2507-ni otagda we ýokary temperaturada ýylylyk bilen bejermekden we ýokary / ýokary sigma ýagyşlarynyň kömegi bilen has ýokary tertipli mehaniki güýç.Metal (Bazel).9, (2019).
Laşgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E. we Li, S. Mikrostruktura, ýylylykdan soňky reaksiýa we 3D çap edilen 17-4 PH poslamaýan poladyň tribologik aýratynlyklary.456–457, (2020) geýmek.
Liu, Y .., Tang, M., Hu, Q., Zhangang, Y ..alma mater.dek.187, 1–13 (2020).
Zhao X. we ş.m.Saýlanan lazer eritmesini ulanyp, AISI 420 poslamaýan poladyň öndürilmegi we häsiýetnamasy.alma mater.öndüriji.prosesi.30, 1283–1289 (2015).
Gün Y ..J. Alma mater.taslama.ýerine ýetirmek.23, 518-526 (2013).
Şibata, K. we ş.m.Oilag çalmak astynda tozan düşekli poslamaýan poladyň sürtülmesi we könelmegi [J].Tribiol.içerki 104, 183–190 (2016).