ساخت و مشخصه‌‌يابي قطعات ساخته شده از فولاد ضدزنگ 4-17 به روش ذوب انتخابي به كمك ليزر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

ساخت ‌افزودني شامل فرآيند توليد يك قطعه به ‌وسيله اضافه‌كردن مواد به‌صورت لايه‌به‌لايه است. ذوب گزينشي با ليزر يكي از روش‌هاي ساخت افزودني است كه با استفاده از پودر فلز، مي‌تواند قطعات فلزي با تخلخل كم و هندسه‌هاي پيچيده ايجاد كند. در سال‌هاي اخير، فولاد زنگ نزن 4-17 رسوب سخت شونده به دليل خواصي از جمله استحكام بالا، مقاومت به خوردگي و قابليت عمليات حرارتي، توجه زيادي را به خود جلب كرده است. يكي از روش¬هاي جديد فراوري اين آلياژ، ذوب گزينشي با ليزر است. چگالي انرژي پارامتري مهم در اين فرآيند است كه تاثير چند عامل را همزمان نشان مي‌دهد اما پارامترهاي مستقل مانند توان ليزر و سرعت حركت ليزر نيز مي‌توانند بر خواص قطعات تاثير بگذارند. هدف از اين پژوهش، ساخت و مشخصه‌يابي قطعاتي با كمترين ميزان تخلخل، بدون عيب و با خواص قابل رقابت با روش‌هاي سنتي ساخت، از فولاد زنگ نزن 4-17 به روش ذوب گزينشي با ليزر و بررسي تاثير چگالي انرژي و ساير پارامترهاي مستقل بر چگالي نسبي و ساير خواص قطعات ساخته شده است. همچنين تاثير عمليات حرارتي بر خواص قطعات ساخته شده نيز مورد بررسي قرار گرفت. روش طراحي عاملي كامل به‌ منظور انتخاب پارامترها و طراحي آزمايش استفاده شد. چگالي نسبي، سختي، ريزساختار و فازها، خواص فشاري و خواص كششي قطعات مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در محدوده پارامترهاي مورد بررسي، توان ليزر تاثير زيادي بر چگالي نسبي نمونه‌ها دارد؛ به‌گونه اي كه حتي در چگالي انرژي يكسان، قطعات ساخته شده با توان ليزر بالاتر، چگالي نسبي بالاتري دارند و تاثير فاصله خطوط اسكن بر چگالي نسبي، نسبت به تاثير ساير پارامترها كمتر است. در نمونه‌ها مقدار كمي آستنيت (حدود دو تا شش درصد) وجود داشت؛ اما اين مقدار چنان زياد نيست كه تاثير محسوسي روي خواص بگذارد. رسوب سختي و بهبود دانهبندي بعد از عمليات حرارتي اتفاق مي¬افتد و استحكام، سختي و شكل‌پذيري قطعات افزايش مي‌يابد، اما عمليات حرارتي انجام‌ شده، توانايي از بين بردن بافت موجود در قطعات را ندارد و تبلور مجدد نقش زيادي در تغيير ساختار ندارد. درنهايت با استفاده از مجموعه‌ پارامترهاي حاصل از اين پژوهش، پس از عمليات حرارتي مي‌توان قطعاتي با چگالي نسبي 9/99 درصد، استحكام تسليم 1200 مگاپاسكال، استحكام كششي نهايي 1360 مگاپاسكال و ازدياد طول 10/8 درصد را ساخت كه با قطعات توليد شده به روش‌هاي سنتي ساخت قابل رقابت است.

210160

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

علي مالكي

عباس قائي، امين اله محمدي

احسان فروزمهر، محسن بدرسماي