Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Anjeun nganggo versi browser kalayan dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Salaku tambahan, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami nunjukkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Sliders némbongkeun tilu artikel per slide.Paké tombol pungkur jeung hareup pikeun mindahkeun ngaliwatan slides, atawa tombol controller slide dina tungtung pikeun mindahkeun ngaliwatan unggal slide.
ASTM A240 304 316 Lempeng Kandel Sedeng Stainless Steel Bisa Dipotong sareng Disesuaikeun Harga Pabrik Cina
Bahan Kelas: 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Jenis: Ferritic, Austenite, Martensite, Duplex
Téknologi: Cold Rolled sareng Hot Rolled
Sertifikasi: ISO9001, CE, SGS unggal taun
Service: nguji pihak katilu
Pangiriman: dina 10-15 dinten atanapi tempo kuantitas
Baja tahan karat nyaéta paduan beusi anu eusi kromium minimum 10,5 persen.Eusi kromium ngahasilkeun pilem oksida kromium ipis dina beungeut baja urang disebut lapisan passivation.Lapisan ieu nyegah korosi lumangsung dina beungeut baja;nu leuwih gede jumlah Chromium dina baja, nu gede lalawanan korosi.
baja ogé ngandung jumlah variatif elemen séjén kayaning Karbon, Silicon jeung Mangan.elemen séjén bisa ditambahkeun kana ngaronjatkeun daya tahan korosi (Nikel) jeung formability (Molybdenum).
| suplai bahan: | ||||||||||||
| ASTM / ASME | Kelas EN | Komponén Kimia% | ||||||||||
| C | Cr | Ni | Mn | P | S | Mo | Si | Cu | N | Lain | ||
| 201 |
| ≤0.15 | 16.00-18.00 | 3.50-5.50 | 5.50–7.50 | ≤0,060 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | ≤0.25 | - |
| 301 | 1.4310 | ≤0.15 | 16.00-18.00 | 6.00-8.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | 0.1 | - |
| 304 | 1.4301 | ≤0.08 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 304L | 1.4307 | ≤0,030 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 304H | 1.4948 | 0.04~0.10 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 309S | 1.4828 | ≤0.08 | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 309H |
| 0.04~0.10 | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 310S | 1.4842 | ≤0.08 | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤1.5 | - | - | - |
| 310H | 1.4821 | 0.04~0.10 | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤1.5 | - | - | - |
| 316 | 1.4401 | ≤0.08 | 16.00-18.50 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | - | - |
| 316L | 1.4404 | ≤0,030 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | - | - |
| 316H |
| 0.04~0.10 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | 0.10-0.22 | - |
| 316Ti | 1.4571 | ≤0.08 | 16.00-18.50 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | - | Ti5(C+N)~0.7 |
| 317L | 1.4438 | ≤0.03 | 18.00-20.00 | 11.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | 3.00-4.00 | ≤0.75 | - | 0.1 | - |
| 321 | 1.4541 | ≤0.08 | 17.00-19.00 | 9.00-12.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | 0.1 | Ti5(C+N)~0.7 |
| 321H | 1.494 | 0.04~0.10 | 17.00-19.00 | 9.00-12.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | 0.1 | Ti4(C+N)~0.7 |
| 347 | 1.4550 | ≤0.08 | 17.00-19.00 | 9.00-13.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | Nb≥10*C%-1.0 |
| 347H | 1.4942 | 0.04~0.10 | 17.00-19.00 | 9.00-13.00 | ≤2.00 | ≤0,045 | ≤0,030 | - | ≤0.75 | - | - | Nb≥8*C%-1.0 |
| 409 | S40900 | ≤0.03 | 10.50-11.70 | 0.5 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,020 | - | ≤1.00 | - | 0.03 | Ti6(C+N) -0,5 Nb0,17 |
| 410 | 1Cr13 | 0.08~0.15 | 11.50-13.50 | - | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 420 | 2Cr13 | ≥0.15 | 12.00-14.00 | - | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 430 | S43000 | ≤0.12 | 16.00-18.00 | 0.75 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 431 | 1Cr17Ni2 | ≤0.2 | 15.00-17.00 | 1.25-2.50 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | - | - |
| 440C | 11Cr17 | 0.95-1.20 | 16.00-18.00 | - | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | 0.75 | ≤1.00 | - | - | - |
| 17-4PH | 630/1.4542 | ≤0.07 | 15.50-17.50 | 3.00-5.00 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | 3.00-5.00 | - | Nb+Ta:0.15-0.45 |
| 17-7PH | 631 | ≤0.09 | 16.00-18.00 | 6.50-7.50 | ≤1.00 | ≤0,040 | ≤0,030 | - | ≤1.00 | - | - | Al 0,75-1,50 |
| suplai ukuran: | ||||||
| 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 |
Paripolah baja tahan karat martensitik karbon tinggi (HCMSS) diwangun ku kira-kira 22,5 vol.% carbides kalawan eusi luhur kromium (Cr) jeung vanadium (V), ieu dibereskeun ku éléktron beam lebur (EBM).Struktur mikro diwangun ku martensit jeung residual austenite fase, submicron tinggi V jeung micron tinggi Cr carbide disebarkeun merata, sarta karasa relatif tinggi.CoF turun kira-kira 14,1% kalayan ningkatna beban kaayaan ajeg alatan mindahkeun bahan tina jalur anu dipaké ka awak lawan.Dibandingkeun sareng baja alat martensit anu dirawat ku cara anu sami, laju ngagem HCMSS ampir sami dina beban anu diterapkeun rendah.Mékanisme maké dominan nyaéta ngaleupaskeun matriks baja ku abrasion dituturkeun ku oksidasi jalur maké, sedengkeun maké abrasive tilu-komponén lumangsung kalayan ngaronjatna beban.Wewengkon deformasi palastik handapeun tapak tatu maké dicirikeun ku pemetaan karasa cross-sectional.Fenomena spésifik anu kajantenan nalika kaayaan ngagemna dijelaskeun salaku retakan karbida, tearout karbida vanadium tinggi, sareng retakan paeh.Panaliti ieu ngajelaskeun ciri-ciri ngagem manufaktur aditif HCMSS, anu tiasa nyayogikeun jalan pikeun ngahasilkeun komponén EBM pikeun aplikasi ngagem tina aci dugi ka kapang suntik plastik.
Stainless steel (SS) mangrupakeun kulawarga serbaguna tina steels loba dipaké dina aerospace, otomotif, dahareun jeung loba aplikasi sejenna alatan résistansi korosi tinggi maranéhanana sarta sipat mékanis cocog1,2,3.Résistansi korosi anu luhur nyaéta kusabab kandungan kromium anu luhur (leuwih ti 11,5 wt. %) dina HC, anu nyumbang kana kabentukna pilem oksida kalayan eusi kromium anu luhur dina permukaan1.Sanajan kitu, sabagéan ageung sasmita stainless steel boga eusi karbon low sahingga boga karasa kawates sarta résistansi maké, hasilna hirup layanan ngurangan di alat nu patali jeung maké kayaning komponén badarat aerospace4.Biasana aranjeunna gaduh karasa anu rendah (dina kisaran 180 dugi ka 450 HV), ngan ukur sababaraha stainless steel martensitic anu dirawat panas anu gaduh karasa tinggi (dugi ka 700 HV) sareng kandungan karbon anu luhur (dugi ka 1,2 wt%), anu tiasa nyumbang kana formasi martensit.1. Pondokna, eusi karbon tinggi lowers suhu transformasi martensitic, sahingga formasi a microstructure pinuh martensitic sarta akusisi ti microstructure maké-tahan di ongkos cooling tinggi.Fase teuas (misalna karbida) bisa ditambahkeun kana matriks baja jang meberkeun ngaronjatkeun daya tahan maké paeh.
Ngawanohkeun manufaktur aditif (AM) bisa ngahasilkeun bahan anyar kalawan komposisi dipikahoyong, fitur mikrostruktur, sarta sipat mékanis unggulan5,6.Contona, powder bed lebur (PBF), salah sahiji prosés las aditif paling commercialized, ngalibatkeun déposisi bubuk pre-alloyed pikeun ngabentuk bagian raket ngawangun ku ngalembereh powders ngagunakeun sumber panas kayaning lasers atawa sinar éléktron7.Sababaraha studi geus ditémbongkeun yén aditif machined bagian stainless steel bisa outperform bagian tradisional dijieun.Contona, stainless steels austenitic subjected kana pamrosésan aditif geus ditémbongkeun mibanda sipat mékanis unggulan alatan microstructure maranéhna finer (ie, hubungan Hall-Petch)3,8,9.perlakuan panas tina stainless steel ferritic AM-diperlakukeun ngahasilkeun precipitates tambahan nu nyadiakeun sipat mékanis sarupa counterparts konvensional maranéhanana3,10.Diadopsi dual-fase stainless steel kalawan kakuatan tinggi na karasa, diolah ku pamrosésan aditif, dimana ningkat sipat mékanis alatan fase intermetallic-euyeub kromium dina microstructure11.Sajaba ti éta, ningkat sipat mékanis tina aditif hardened martensitic na PH stainless steels tiasa didapet ku ngadalikeun austenite dipikagaduh dina microstructure jeung optimizing machining jeung perlakuan panas parameter 3,12,13,14.
Pikeun tanggal, sipat tribological of AM austenitic stainless steels geus narima leuwih perhatian ti stainless steels lianna.Paripolah tribological of laser lebur dina lapisan bubuk (L-PBF) diperlakukeun kalayan 316L ieu diulik salaku fungsi tina parameter processing AM.Eta geus ditémbongkeun yén ngaminimalkeun porosity ku ngurangan speed scanning atawa ngaronjatna kakuatan laser bisa ningkatkeun maké resistance15,16.Li et al.17 dites garing ngageser maké handapeun rupa parameter (beban, frékuénsi sarta suhu) sarta némbongkeun yén maké suhu kamar teh mékanisme maké utama, bari ngaronjatkeun kagancangan ngageser jeung suhu promotes oksidasi.Lapisan oksida anu dihasilkeun ensures operasi tina bearing, gesekan nurun kalawan ngaronjatna suhu, sarta laju maké naek dina suhu nu leuwih luhur.Dina panilitian sanés, tambahan partikel TiC18, TiB219, sareng SiC20 kana matriks 316L anu dirawat L-PBF ningkatkeun résistansi ngagem ku ngabentuk lapisan gesekan anu dikeraskeun ku karya padet kalayan paningkatan fraksi volume partikel keras.Lapisan oksida pelindung ogé geus dititénan dina L-PBF12 diperlakukeun PH baja jeung SS11 baja duplex, nunjukkeun yén ngawatesan dipikagaduh austenite ku perlakuan pos-panas12 bisa ningkatkeun résistansi maké.Salaku diringkeskeun dieu, literatur utamana fokus kana kinerja tribological tina séri 316L SS, bari aya saeutik data dina kinerja tribological tina runtuyan martensitic aditif dijieun stainless steels kalawan eusi karbon loba nu leuwih luhur.
Éléktron Beam Lebur (EBM) nyaéta téhnik sarupa L-PBF sanggup ngabentuk microstructures kalawan carbide refractory kayaning vanadium tinggi na kromium carbide alatan kamampuhna pikeun ngahontal suhu nu leuwih luhur sarta laju scan 21, 22. Aya literatur ngeunaan ngolah EBM tina stainless steel. baja utamana fokus kana nangtukeun parameter processing ELM optimal pikeun ménta microstructure a tanpa retakan jeung pori sarta ngaronjatkeun properties23 mékanis, 24, 25, 26, bari gawé dina sipat tribological of EBM diperlakukeun stainless steel.Sajauh ieu, mékanisme ngagem baja tahan karat martensitik karbon tinggi anu dirawat ku ELR parantos ditaliti dina kaayaan anu terbatas, sareng deformasi palastik parah dilaporkeun lumangsung dina kaayaan abrasive (uji amplas), garing, sareng kaayaan erosi leutak27.
Ulikan ieu nalungtik résistansi maké jeung sipat gesekan tina karbon tinggi martensitic stainless steel dirawat kalayan ELR dina kaayaan ngageser garing dijelaskeun di handap.Kahiji, fitur mikrostruktur dicirikeun ngagunakeun scanning mikroskop éléktron (SEM), énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDX), X-ray difraksi jeung analisis gambar.Data diala ku métode ieu lajeng dipaké salaku dadasar pikeun observasi kabiasaan tribological ngaliwatan tés reciprocating garing dina rupa beban, sarta tungtungna morfologi permukaan dipaké ieu nalungtik maké SEM-EDX na laser profilometers.Laju maké ieu diitung sarta dibandingkeun kalawan sarupa diperlakukeun steels alat martensitic.Hal ieu dilakukeun pikeun nyiptakeun dasar pikeun ngabandingkeun sistem SS ieu sareng sistem ngagem anu langkung sering dianggo kalayan jinis perlakuan anu sami.Tungtungna, peta cross-sectional tina jalur maké ditémbongkeun maké algoritma pemetaan karasa nu nembongkeun deformasi palastik nu lumangsung salila kontak.Ieu kudu dicatet yén tés tribological pikeun ulikan ieu dipigawé pikeun hadé ngartos sipat tribological tina bahan anyar ieu, sarta teu simulate hiji aplikasi husus.Ulikan ieu nyumbang ka pamahaman hadé ngeunaan sipat tribological tina stainless steel martensitic aditif dihasilkeun anyar pikeun aplikasi maké anu merlukeun operasi di lingkungan kasar.
Sampel baja tahan karat martensitik karbon tinggi (HCMSS) anu dirawat ku ELR dina nami merek Vibenite® 350 dikembangkeun sareng disayogikeun ku VBN Components AB, Swédia.Komposisi kimia nominal sampel: 1,9 C, 20,0 Cr, 1,0 Mo, 4,0 V, 73,1 Fe (wt.%).Kahiji, spésimén ngageser garing (40 mm × 20 mm × 5 mm) dijieun tina spésimén rectangular diala (42 mm × 22 mm × 7 mm) tanpa perlakuan pos-termal maké listrik ngurangan machining (EDM).Lajeng sampel digiling kalawan sandpaper SiC kalayan ukuran 240 nepi ka 2400 R pikeun meunangkeun kasarna permukaan (Ra) kira 0,15 μm.Salaku tambahan, spésimén baja alat martensitik karbon tinggi anu dirawat EBM (HCMTS) kalayan komposisi kimia nominal 1,5 C, 4,0 Cr, 2,5 Mo, 2,5 W, 4,0 V, 85,5 Fe (wt. .%) (komersial katelah salaku Vibenite® 150) Ogé disiapkeun dina cara nu sarua.HCMTS ngandung 8% karbida dumasar polumeu sarta ngan dipaké pikeun ngabandingkeun data laju maké HCMSS.
Karakterisasi mikrostruktural HCMSS dilaksanakeun nganggo SEM (FEI Quanta 250, USA) dilengkepan detektor X-ray dispersive énergi (EDX) XMax80 ti Oxford Instruments.Tilu photomicrographs acak ngandung 3500 µm2 dicokot dina mode backscattered éléktron (BSE) lajeng dianalisis ngagunakeun analisis gambar (ImageJ®)28 pikeun nangtukeun fraksi aréa (ie fraksi volume), ukuran jeung bentuk.Kusabab morfologi karakteristik anu dititénan, fraksi wewengkon dicokot sarua jeung fraksi volume.Salaku tambahan, faktor bentuk karbida diitung nganggo persamaan faktor bentuk (Shfa):
Di dieu Ai nyaéta luas karbida (µm2) sareng Pi nyaéta perimeter karbida (µm)29.Pikeun ngaidentipikasi fase-fase, difraksi sinar-X bubuk (XRD) dilakukeun nganggo difraktométer sinar-X (Bruker D8 Discover sareng detektor strip LynxEye 1D) kalayan radiasi Co-Kα (λ = 1.79026 Å).Nyeken sampel dina rentang 2θ ti 35° nepi ka 130° kalayan ukuran léngkah 0,02° jeung waktu léngkah 2 detik.Data XRD dianalisis ngagunakeun software Diffract.EVA, nu ngamutahirkeun database crystallographic di 2021. Sajaba ti éta, Vickers karasa tester (Struers Durascan 80, Austria) dipaké pikeun nangtukeun microhardness.Nurutkeun kana standar ASTM E384-17 30, 30 prints dijieun dina sampel disusun metallographically di increments 0,35 mm pikeun 10 detik dina 5 kgf.Nu nulis saméméhna geus dicirikeun fitur microstructural HCMTS31.
A tribometer plat bal (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, AS) ieu dipaké pikeun ngalakukeun tés maké reciprocating garing, konfigurasi nu geus wincikan nguap31.Parameter tés nyaéta kieu: nurutkeun standar 32 ASTM G133-05, beban 3 N, frékuénsi 1 Hz, stroke 3 mm, durasi 1 jam.Bal aluminium oksida (Al2O3, kelas akurasi 28 / ISO 3290) kalayan diaméter 10 mm kalayan macrohardness sakitar 1500 HV sareng kasarna permukaan (Ra) sakitar 0,05 µm, disayogikeun ku Redhill Precision, Céko, dianggo salaku counterweights. .Balancing dipilih pikeun nyegah épék oksidasi anu tiasa kajantenan kusabab kasaimbangan sareng langkung ngartos mékanisme ngagem spésimén dina kaayaan ngagem parah.Ieu kudu dicatet yén parameter test sarua jeung dina Ref.8 guna ngabandingkeun data laju maké jeung studi aya.Sajaba ti éta, runtuyan tés reciprocating kalawan beban 10 N ieu dilumangsungkeun pikeun pariksa kinerja tribological dina beban luhur, bari parameter test séjén tetep konstan.Tekanan kontak awal numutkeun Hertz nyaéta 7,7 MPa sareng 11,5 MPa dina 3 N sareng 10 N, masing-masing.Salila uji maké, gaya gesekan dirékam dina frékuénsi 45 Hz sarta koefisien rata-rata gesekan (CoF) diitung.Pikeun unggal beban, tilu pangukuran dicandak dina kaayaan ambient.
Lintasan maké ieu nalungtik ngagunakeun SEM ditétélakeun di luhur, sarta analisis EMF ieu dipigawé maké Aztec akuisisi maké software analisis permukaan.Beungeut anu dipaké kubus dipasangkeun ieu nalungtik maké mikroskop optik (Keyence VHX-5000, Jepang).Propil laser non-kontak (NanoFocus µScan, Jérman) nyeken tanda maké kalayan résolusi vertikal ± 0.1 µm sapanjang sumbu z jeung 5 µm sapanjang sumbu x jeung y.Peta profil permukaan tapak tatu anu didamel di Matlab® nganggo koordinat x, y, z anu dicandak tina pangukuran profil.Sababaraha profil jalur maké nangtung sasari tina peta profil permukaan dipaké pikeun ngitung leungitna volume maké dina jalur maké.Leungitna volume diitung salaku produk tina mean aréa cross-sectional tina profil kawat jeung panjang lagu maké, sarta detil tambahan tina metoda ieu geus dijelaskeun saméméhna ku pangarang33.Ti dieu, laju maké husus (k) dicandak tina rumus ieu:
Di dieu V nyaéta leungitna volume alatan maké (mm3), W nyaéta beban dilarapkeun (N), L nyaéta jarak ngageser (mm), sarta k nyaéta laju maké husus (mm3/Nm)34.Data gesekan sareng peta profil permukaan pikeun HCMTS kalebet kana bahan tambahan (Gambar Tambahan S1 sareng Gambar S2) pikeun ngabandingkeun tingkat ngagem HCMSS.
Dina ulikan ieu, peta karasa cross-sectional tina jalur maké dipaké pikeun demonstrate kabiasaan deformasi plastik (ie hardening gawé alatan tekanan kontak) tina zone maké.Sampel anu digosok dipotong ku roda motong oksida aluminium dina mesin motong (Struers Accutom-5, Austria) sareng digosok kalayan sasmita sandpaper SiC tina 240 dugi ka 4000 P sapanjang ketebalan sampel.Pangukuran Microhardness dina 0,5 kgf 10 s jeung jarak 0,1 mm luyu jeung ASTM E348-17.The prints disimpen dina 1,26 × 0,3 mm2 grid rectangular kira 60 µm handap beungeut cai (Gambar 1) lajeng peta karasa ieu rendered maké kode Matlab® custom digambarkeun di tempat séjén35.Sajaba ti éta, mikrostruktur tina bagian cross tina zona maké ieu nalungtik maké SEM.
Schematic tina tanda maké némbongkeun lokasi bagian cross (a) sarta hiji micrograph optik tina peta karasa némbongkeun tanda dicirikeun dina cross sectional (b).
Mikrostruktur HCMSS dirawat kalayan ELP diwangun ku jaringan karbida homogen dikurilingan ku matriks (Gbr. 2a, b).Analisis EDX nunjukkeun yén karbida abu sareng poék masing-masing mangrupikeun karbida anu beunghar kromium sareng vanadium (Tabel 1).Diitung tina analisa gambar, fraksi volume karbida diperkirakeun janten ~ 22,5% (~ 18,2% karbida kromium tinggi sareng ~ 4,3% karbida vanadium tinggi).Ukuran butir rata-rata kalayan simpangan baku nyaéta 0,64 ± 0,2 µm sareng 1,84 ± 0,4 µm pikeun karbida beunghar V sareng Cr (Gbr. 2c, d).Karbida V tinggi condong buleud kalayan faktor wangun (± SD) kira-kira 0,88 ± 0,03 sabab nilai faktor bentukna deukeut ka 1 pakait jeung karbida buleud.Sabalikna, karbida kromium anu luhur henteu buleud sampurna, kalayan faktor bentukna kira-kira 0,56 ± 0,01, anu bisa jadi alatan aglomerasi.Puncak difraksi martensit (α, bcc) jeung austenit ditahan (γ', fcc) dideteksi dina pola sinar-X HCMSS ditémbongkeun saperti dina Gbr. 2e.Salaku tambahan, pola sinar-X nunjukkeun ayana karbida sekundér.Karbida kromium anu luhur parantos diidentifikasi minangka karbida jinis M3C2 sareng M23C6.Numutkeun data literatur, 36,37,38 puncak difraksi karbida VC kacatet dina ≈43 ° sareng 63 °, nunjukkeun yén puncak VC ditutupan ku puncak M23C6 tina karbida anu beunghar kromium (Gbr. 2e).
Microstructure of tinggi-karbon martensitic stainless steel diperlakukeun kalayan EBL (a) di magnification lemah sareng (b) di magnification tinggi, némbongkeun kromium na vanadium carbide euyeub tur matrix stainless steel (mode backscattering éléktron).Grafik batang anu nunjukkeun distribusi ukuran sisikian karbida anu beunghar kromium (c) sareng beunghar vanadium (d).Pola sinar-X nunjukkeun ayana martensit, nahan austenit sareng karbida dina struktur mikro (d).
The microhardness rata nyaéta 625,7 + 7,5 HV5, némbongkeun karasa rélatif luhur dibandingkeun conventionally diprosés martensitic stainless steel (450 HV) 1 tanpa perlakuan panas.Karasa nanoindentation tina karbida V tinggi sareng karbida Cr luhur dilaporkeun antara 12 sareng 32,5 GPa39 sareng 13-22 GPa40, masing-masing.Ku kituna, karasa luhur HCMSS dirawat kalayan ELP téh alatan kandungan karbon tinggi, nu promotes formasi jaringan carbide.Ku kituna, HSMSS dirawat kalayan ELP nembongkeun ciri mikrostruktur alus tur karasa tanpa perlakuan pos-thermal tambahan.
Kurva koefisien rata-rata gesekan (CoF) pikeun sampel dina 3 N jeung 10 N dibere dina Gambar 3, rentang nilai gesekan minimum jeung maksimum ditandaan ku shading tembus.Unggal kurva nunjukkeun fase run-in sareng fase kaayaan ajeg.Fase run-in réngsé dina 1,2 m kalayan CoF (± SD) 0,41 ± 0,24,3 N sareng 3,7 m kalayan CoF 0,71 ± 0,16,10 N, sateuacan asup kana fase ajeg nalika gesekan eureun.teu gancang robah.Alatan wewengkon kontak leutik jeung deformasi palastik awal kasar, gaya gesekan ngaronjat gancang salila ngajalankeun-in tahap di 3 N jeung 10 N, dimana gaya gesekan luhur jeung jarak ngageser leuwih lila lumangsung dina 10 N, nu bisa jadi alatan. kanyataan yén Dibandingkeun jeung 3 N, ruksakna permukaan leuwih luhur.Pikeun 3 N sareng 10 N, nilai CoF dina fase cicing masing-masing 0.78 ± 0.05 sareng 0.67 ± 0.01.CoF praktis stabil dina 10 N sarta ngaronjatkeun laun dina 3 N. Dina literatur kawates, nu CoF of L-PBF diperlakukeun stainless steel dibandingkeun awak réaksi keramik dina beban dilarapkeun low Bulan ti 0,5 nepi ka 0,728, 20, 42, nu aya dina kasapukan alus kalawan nilai CoF diukur dina ulikan ieu.Turunna CoF kalayan ningkatna beban dina kaayaan ajeg (kira-kira 14,1%) tiasa dikaitkeun kana degradasi permukaan anu lumangsung dina antarmuka antara permukaan anu dipaké sareng pasangan, anu bakal dibahas salajengna dina bagian salajengna ngaliwatan analisa permukaan permukaan. sampel dipaké.
Koéfisién gesekan spésimén VSMSS diolah ku ELP dina jalur ngageser dina 3 N jeung 10 N, fase stasioner ditandaan pikeun tiap kurva.
Laju maké husus HKMS (625,7 HV) diperkirakeun dina 6,56 ± 0,33 × 10-6 mm3 / Nm jeung 9,66 ± 0,37 × 10-6 mm3 / Nm dina 3 N jeung 10 N, masing-masing (Gbr. 4).Ku kituna, laju maké naek kalawan ngaronjatna beban, nu aya dina perjangjian alus kalawan studi aya on austenite diperlakukeun kalayan L-PBF na PH SS17,43.Dina kaayaan tribological sarua, laju maké dina 3 N nyaeta ngeunaan hiji-kalima yén pikeun stainless steel austenitic diperlakukeun kalayan L-PBF (k = 3,50 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 229 HV), sakumaha dina kasus saméméhna. .8. Sajaba ti éta, laju maké HCMSS di 3 N éta nyata leuwih handap tina conventionally machined stainless steels austenitic sarta hususna, leuwih luhur ti kacida isotropic dipencet (k = 4,20 ± 0,3 × 10-5 mm3)./ Nm, 176 HV) jeung tuang (k = 4,70 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 156 HV) machined stainless steel austenitic, masing-masing 8.Dibandingkeun jeung studi ieu dina literatur, ningkat résistansi maké HCMSS ieu attributed ka eusi karbon tinggi jeung jaringan carbide kabentuk hasilna karasa leuwih luhur batan baja stainless austenitic additively machined conventional machined.Pikeun ngulik satuluyna laju maké spésimén HCMSS, spésimén baja alat martensitik karbon tinggi (HCMTS) anu sami mesin (kalawan karasa 790 HV) diuji dina kaayaan anu sami (3 N sareng 10 N) pikeun babandingan;Bahan tambahan nyaéta Peta Propil Surface HCMTS (Gambar Tambahan S2).Laju maké HCMSS (k = 6.56 ± 0.34 × 10–6 mm3/Nm) ampir sarua jeung HCMTS dina 3 N (k = 6.65 ± 0.68 × 10–6 mm3/Nm), nu nunjukkeun résistansi maké alus teuing. .Karakteristik ieu utamana dikaitkeun kana fitur mikrostruktural HCMSS (nyaéta eusi karbida luhur, ukuran, wangun jeung distribusi partikel karbida dina matriks, sakumaha dijelaskeun dina Bagéan 3.1).Salaku dilaporkeun saméméhna31,44, eusi carbide mangaruhan lebar tur jero tapak tatu maké jeung mékanisme maké micro-abrasive.Sanajan kitu, eusi karbida teu cukup pikeun ngajaga paeh dina 10 N, hasilna ngaronjat maké.Dina bagian handap, maké morfologi permukaan jeung topografi dipaké pikeun ngajelaskeun maké kaayaan sarta mékanisme deformasi nu mangaruhan laju maké HCMSS.Dina 10 N, laju maké VCMSS (k = 9,66 ± 0,37 × 10–6 mm3/Nm) leuwih luhur batan VKMTS (k = 5,45 ± 0,69 × 10–6 mm3/Nm).Sabalikna, ongkos maké ieu masih rada luhur: dina kaayaan test sarupa, laju maké coatings dumasar kana kromium jeung stellite leuwih handap ti HCMSS45,46.Tungtungna, alatan karasa luhur tina alumina (1500 HV), laju maké kawin éta negligible sarta tanda mindahkeun bahan tina specimen kana bal aluminium kapanggih.
Pakai khusus dina mesin ELR tina stainless steel martensitic karbon tinggi (HMCSS), machining ELR tina baja alat martensitik karbon tinggi (HCMTS) sareng L-PBF, casting sareng mesin pencét isotropik tinggi (HIP) tina stainless steel austenitic (316LSS) dina sababaraha aplikasi. speeds dimuat.Scatterplot nunjukkeun simpangan baku tina pangukuran.Data pikeun stainless steels austenitic dicokot tina 8.
Bari hardfacings kayaning kromium na stellite bisa nyadiakeun résistansi maké hadé ti sistem alloy mesin aditif, machining aditif bisa (1) ningkatkeun microstructure, utamana pikeun bahan kalawan rupa-rupa dénsitas.operasi dina bagian tungtung;jeung (3) kreasi topologi permukaan anyar kayaning bantalan dinamis cairan terpadu.Salaku tambahan, AM nawiskeun kalenturan desain geometri.Ulikan ieu hususna novél sareng penting sabab penting pisan pikeun ngajelaskeun ciri-ciri ngagem tina alloy logam anu nembé dikembangkeun sareng EBM, anu literatur ayeuna terbatas pisan.
Morfologi permukaan dipaké sarta morfologi sampel dipaké dina 3 N ditémbongkeun dina Gbr.5, dimana mékanisme maké utama nyaéta abrasion dituturkeun ku oksidasi.Kahiji, substrat baja ieu plastically cacad lajeng dipiceun pikeun ngabentuk alur 1 nepi ka 3 μm jero, ditémbongkeun saperti dina profil permukaan (Gbr. 5a).Alatan panas frictional dihasilkeun ku ngageser kontinyu, bahan dihapus tetep dina panganteur tina sistem tribological, ngabentuk lapisan tribological diwangun ku pulo leutik oksida beusi tinggi sabudeureun kromium tinggi na vanadium carbide (Gambar 5b na Table 2).), sakumaha ogé dilaporkeun pikeun stainless steel austenitic diperlakukeun kalayan L-PBF15,17.Dina Gbr.5c nembongkeun oksidasi sengit lumangsung di tengah tapak tatu maké.Ku kituna, formasi lapisan gesekan ieu facilitated ku karuksakan lapisan gesekan (ie, lapisan oksida) (Gbr. 5f) atawa ngaleupaskeun bahan lumangsung di wewengkon lemah dina mikrostruktur, kukituna accelerating ngaleupaskeun bahan.Dina duanana kasus, karuksakan lapisan gesekan ngabalukarkeun formasi produk maké di panganteur, nu bisa jadi alesan pikeun kacenderungan pikeun paningkatan dina CoF dina kaayaan ajeg 3N (Gbr. 3).Sajaba ti éta, aya tanda maké tilu-bagian disababkeun ku oksida jeung partikel maké leupas dina lagu maké, nu pamustunganana ngabalukarkeun formasi micro-scratches dina substrat (Gbr. 5b, e) 9,12,47.
Profil permukaan (a) sareng fotomikrograf (b-f) tina morfologi permukaan ngagem tina baja tahan karat martensitik karbon tinggi anu dirawat kalayan ELP dina 3 N, bagian melintang tina tanda ngagem dina modeu BSE (d) sareng mikroskop optik tina ngagem. permukaan dina 3 N (g) spheres alumina.
Slip band kabentuk dina substrat baja, nunjukkeun deformasi palastik alatan maké (Gbr. 5e).Hasil anu sami ogé dicandak dina ulikan ngeunaan paripolah ngagem baja austenitik SS47 anu dirawat kalayan L-PBF.The reorientation of vanadium-euyeub carbide ogé nunjukkeun deformasi palastik tina matrix baja salila ngageser (Gbr. 5e).Micrographs tina bagian cross tina tanda maké némbongkeun ayana liang buleud leutik dikurilingan ku microcracks (Gbr. 5d), nu bisa jadi alatan deformasi palastik kaleuleuwihan deukeut beungeut cai.Transfer bahan ka spheres oksida aluminium diwatesan, sedengkeun spheres tetep gembleng (Gbr. 5g).
Lebar jeung jerona maké sampel ngaronjat kalayan ngaronjatna beban (dina 10 N), ditémbongkeun saperti dina peta topografi permukaan (Gbr. 6a).Abrasion jeung oksidasi masih mékanisme maké dominan, sarta kanaékan jumlah micro-scratches dina lagu maké nunjukkeun yén tilu-bagian maké ogé lumangsung dina 10 N (Gbr. 6b).Analisis EDX nunjukkeun kabentukna pulo oksida anu beunghar beusi.Puncak Al dina spéktrum dikonfirmasi yén mindahkeun zat ti counterparty ka sampel lumangsung dina 10 N (Gbr. 6c jeung Table 3), bari teu katalungtik dina 3 N (Table 2).Pamakean tilu awak disababkeun ku partikel ngagem ti pulo oksida sareng analog, dimana analisa EDX lengkep ngungkabkeun panyaluran bahan tina analog (Gambar Tambahan S3 sareng Tabel S1).Ngembangkeun pulo oksida pakait sareng liang jero, nu ogé dititénan dina 3N (Gbr. 5).Retak jeung fragméntasi karbida utamana lumangsung dina karbida beunghar 10 N Cr (Gbr. 6e, f).Sajaba ti éta, V tinggi carbide flake sarta ngagem matrix sabudeureun, anu dina gilirannana ngabalukarkeun maké tilu-bagian.A liang sarupa dina ukuran jeung bentuk jeung V carbide tinggi (disorot dina bunderan beureum) ogé mucunghul dina bagian cross tina lagu (Gbr. 6d) (tingali ukuran carbide jeung analisis bentuk. 3.1), nunjukkeun yén V tinggi. carbide V bisa flake kaluar matrix dina 10 N. Bentuk buleud tina V carbide tinggi nyumbang kana pangaruh tarikan, bari agglomerated tinggi Cr carbide rentan ka cracking (Gbr. 6e, f).Paripolah gagal ieu nunjukkeun yén matrix geus ngaleuwihan kamampuhna pikeun tahan deformasi plastik sarta yén microstructure teu nyadiakeun kakuatan dampak cukup dina 10 N. cracking nangtung handapeun beungeut cai (Gbr. 6d) nunjukkeun inténsitas deformasi plastik anu lumangsung salila ngageser.Salaku beban naek aya mindahkeun bahan tina lagu dipaké pikeun bal alumina (Gbr. 6g), nu bisa jadi kaayaan ajeg dina 10 N. Alesan utama panurunan dina nilai CoF (Gbr. 3).
Profil permukaan (a) sareng fotomikrograf (b-f) topografi permukaan anu dipaké (b-f) tina baja tahan karat martensitik karbon tinggi anu dirawat kalayan EBA dina 10 N, ngagem bagian melintang dina modeu BSE (d) sareng permukaan mikroskop optik. tina bal alumina dina 10 N (g).
Salila maké ngageser, beungeut geus subjected kana antibodi-ngainduksi compressive jeung stresses geser, hasilna deformasi plastik signifikan dina surfaces dipaké34,48,49.Ku alatan éta, hardening gawé bisa lumangsung handap beungeut alatan deformasi plastik, mangaruhan maké jeung mékanisme deformasi nu nangtukeun kabiasaan maké bahan.Ku alatan éta, pemetaan karasa cross-sectional (sakumaha wincikan dina Bagian 2.4) dipigawé dina ulikan ieu pikeun nangtukeun ngembangkeun hiji zone deformasi plastik (PDZ) handap jalur maké salaku fungsi beban.Kusabab, sakumaha anu disebatkeun dina bagian sateuacana, tanda-tanda deformasi plastik anu jelas dititénan di handap ngalacak ngagem (Gbr. 5d, 6d), khususna dina 10 N.
Dina Gbr.Angka 7 nembongkeun diagram karasa cross-sectional tina tanda maké HCMSS dirawat kalayan ELP di 3 N jeung 10 N. Eta sia noting yén nilai karasa ieu dipaké salaku indéks pikeun evaluate pangaruh hardening karya.Parobahan dina karasa handap tanda maké nyaeta tina 667 ka 672 HV dina 3 N (Gbr. 7a), nunjukkeun yén hardening karya negligible.Panginten, kusabab résolusi low tina peta microhardness (nyaéta jarak antara tanda), metode pangukuran karasa anu diterapkeun henteu tiasa ngadeteksi parobahan karasa.Sabalikna, zona PDZ kalayan nilai karasa ti 677 dugi ka 686 HV kalayan jerona maksimal 118 µm sareng panjang 488 µm dititénan dina 10 N (Gbr. 7b), anu pakait sareng lebar jalur ngagem ( Gbr. 6a)).Data anu sami dina variasi ukuran PDZ sareng beban kapanggih dina ulikan ngagem dina SS47 anu dirawat kalayan L-PBF.Hasilna nunjukkeun yén ayana austenite dipikagaduh mangaruhan ductility of additively fabricated steels 3, 12, 50, sarta dipikagaduh austenite transforms kana martensite salila deformasi plastik (efek palastik transformasi fase), nu ngaronjatkeun hardening karya baja.baja 51. Kusabab sampel VCMSS ngandung austenite dipikagaduh luyu jeung pola difraksi sinar-X dibahas saméméhna (Gbr. 2e), ieu ngusulkeun yén dipikagaduh austenite dina microstructure nu bisa transformasi kana martensite salila kontak, kukituna ngaronjatkeun karasa PDZ ( Gbr. 7b).Sajaba ti éta, formasi dieunakeun lumangsung dina lagu maké (Gbr. 5e, 6f) ogé nunjukkeun deformasi palastik disababkeun ku dieunakeun dislocation handapeun aksi stress geser di kontak ngageser.Sanajan kitu, tegangan geser ngainduksi dina 3 N éta cukup pikeun ngahasilkeun dénsitas dislocation tinggi atawa transformasi austenite dipikagaduh mun martensite observasi ku métode dipaké, jadi hardening gawé ieu observasi ngan dina 10 N (Gbr. 7b).
Diagram karasa cross-sectional tina lagu maké tina stainless steel martensitic karbon tinggi subjected ka machining ngurangan listrik dina 3 N (a) jeung 10 N (b).
Ulikan ieu nembongkeun kabiasaan maké jeung ciri microstructural of a karbon tinggi martensitic stainless steel anyar dirawat kalayan ELR.Tés maké garing dilaksanakeun dina ngageser dina rupa-rupa beban, sarta sampel dipaké dipariksa maké mikroskop éléktron, profilometer laser sarta peta karasa tina cross-bagian tina lagu maké.
Analisis mikrostruktur ngungkabkeun distribusi seragam karbida kalayan eusi kromium anu luhur (~ 18,2% karbida) sareng vanadium (~ 4,3% karbida) dina matriks martensit sareng austenit anu dipikagaduh kalayan kekerasan mikro anu kawilang luhur.Mékanisme makéna dominan nyaéta maké jeung oksidasi dina beban low, bari maké tilu-awak disababkeun ku stretched high-V karbida jeung oksida sisikian leupas ogé nyumbang kana maké di beban nambahan.Laju maké leuwih hade tinimbang L-PBF jeung steels austenitic machined konvensional, komo sarupa jeung nu EBM machined steels alat dina beban low.Nilai CoF turun kalayan ngaronjatna beban alatan mindahkeun bahan ka awak sabalikna.Ngagunakeun métode pemetaan karasa cross-sectional, zona deformasi palastik ditémbongkeun di handap tanda maké.Kamungkinan pemurnian sisikian sareng transisi fase dina matriks tiasa ditalungtik deui nganggo difraksi backscatter éléktron pikeun langkung ngartos épék hardening karya.Résolusi low tina peta microhardness teu ngidinan visualisasi karasa zone maké dina beban dilarapkeun low, jadi nanoindentation bisa nyadiakeun parobahan karasa resolusi luhur ngagunakeun métode anu sarua.
Ulikan ieu nampilkeun pikeun kahiji kalina analisa komprehensif ngeunaan résistansi ngagem sareng sipat gesekan tina baja stainless martensitik karbon tinggi anyar anu dirawat kalayan ELR.Mertimbangkeun kabébasan desain geometris AM jeung kamungkinan ngurangan léngkah machining kalawan AM, ieu panalungtikan bisa muka jalan pikeun produksi bahan anyar ieu sarta pamakéan dina alat nu patali maké ti shafts mun molds suntik plastik kalayan saluran cooling pajeulit.
Bhat, BN Aerospace Bahan jeung Aplikasi, vol.255 (Amérika Society of Aeronautics and Astronautics, 2018).
Bajaj, P. et al.Baja dina manufaktur aditif: tinjauan mikrostruktur sareng pasipatanana.almamater.élmu.proyék.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. sarta Passeggio, F. Ruksakna beungeut maké EN 3358 stainless steel komponén aerospace salila ngageser.Babarayaan.Ed.Integral Strut.23, 127-135 (2012).
Debroy, T. et al.Pabrikan Aditif Komponén Logam - Prosés, Struktur, sareng Kinerja.programming.almamater.élmu.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. sarta Emmelmann S. Produksi aditif logam.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM Internasional.Terminologi baku pikeun téhnologi manufaktur aditif.Produksi gancang.Asistén profésor.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.Sipat mékanis jeung tribological of 316L stainless steel - ngabandingkeun tina lebur laser selektif, panas mencét sarta casting konvensional.Tambihkeun kana.produsén.16, 81–89 (2017).
Bakhshwan, M., Myant, KW, Reddichoff, T., sarta Pham, MS Microstructure Kontribusi kana Additively Fabricated 316L stainless steel garing mékanisme ngageser maké jeung Anisotropi.almamater.Désémber196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. sarta Tatlock GJ respon mékanis jeung mékanisme deformasi struktur baja hardened kalawan dispersi oksida beusi diala ku lebur laser selektif.majalah.87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI na Akhtar, F. kakuatan mékanis urutan luhur sanggeus perlakuan panas tina SLM 2507 di kamar jeung hawa elevated, dibantuan ku présipitasi sigma teuas / pangleuleusna.Logam (Basel).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., sarta Li, S. Mikrostruktur, réaksi pos-panas, sarta sipat tribological of 3D-dicitak 17-4 PH stainless steel.Maké 456–457, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., sarta Zhang, L. Paripolah Densifikasi, évolusi mikrostruktur, sarta sipat mékanis of TiC / AISI420 komposit stainless steel fabricated ku lebur laser selektif.almamater.Désémber187, 1–13 (2020).
Zhao X. dkk.Fabrikasi jeung characterization of AISI 420 stainless steel ngagunakeun lebur laser selektif.almamater.produsén.prosés.30, 1283–1289 (2015).
Panonpoé Y., Moroz A. sarta Alrbey K. Ngageser ciri maké jeung kabiasaan korosi of lebur laser selektif of 316L stainless steel.J. Alma mater.proyék.ngaéksekusi.23, 518-526 (2013).
Shibata, K. et al.Gesekan jeung maké bubuk-ranjang stainless steel handapeun lubrication minyak [J].Tribiol.internal 104, 183-190 (2016).
waktos pos: Jun-09-2023