بررسي اثر فرآيند اصلاح سطح نانو بلور از طريق امواج فراصوت بر خواص تريبولوژي آلياژ اينكونل 625 ساخته شده به روش ذوب ليزر انتخابي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

چكيده اين مطالعه به بررسي اثر اصلاح سطح نانو بلور از طريق امواج فراصوت (UNSM) بر خواص تريبولوژي آلياژ اينكونل 625 توليد شده توسط ذوب ليزري انتخابي (SLM) مي‌پردازد. در اين پژوهش، نمونه‌هايي از اينكونل 625 با هندسه ساده با فرآيند SLM توليد و سپس تحت عمليات UNSM قرار گرفتند. اين پژوهش بر تجزيه و تحليل اثر UNSM بر ريزساختار، سختي، زبري سطح، ضريب اصطكاك، مقاومت به سايش آلياژ و خوردگي متمركز است. ابزارها و روش‌هاي تحليلي مختلفي از جمله ميكروسكوپ نوري، آزمون سختي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، اندازه‌گيري زبري، آزمون سايش، تجزيه و تحليل پراش اشعه ايكس (XRD) و آزمون خوردگي با دو روش امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون براي ارزيابي اين ويژگي‌ها استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ريزساختار تشكيل‌شده توسط SLM كه با حوضچه‌هاي ذوب نسبتاً بزرگ مشخص مي‌شود، توسط UNSM به عمق تقريباً 15 ميكرون اصلاح شده و در نتيجه يك ريزساختار جديد متشكل از دانه‌هاي تغيير شكل يافته بدون تغيير تركيب شيميايي ايجاد شده است كه در اثر اين تغيير ريزساختاري، سختي سطح پس از اصلاح با UNSM بيش از 63 درصد افزايش يافته است. علاوه بر اين، زبري سطح كه يكي از محدوديت‌هاي قطعات توليدي با روش SLM است، به‌دليل كوبش سطحي بيش از 90 درصد كاهش يافته كه منجر به كاهش ده برابري در ضريب اصطكاك شده است. نتايج آزمون سايش نشان مي‌دهد كه بعد از عمليات UNSM، نرخ سايش تحت نيروهاي آزمايشي 10 نيوتن و 20 نيوتن به ترتيب 37 و 30 درصد كاهش مي‌يابد. تجزيه و تحليل مسير سايش نشان مي‌دهد در حالي‌كه مكانيسم سايش خراشان آلياژ بدون تغيير باقي مي‌ماند، نمونه‌هاي اصلاح شده با UNSM افزايش توليد براده ريز و ورقه ورقه شدن را به‌ دليل كاهش كارسختي‌پذيري نشان مي‌دهد. بهبود در خواص سطح، از جمله كاهش اندازه بلورك، افزايش كرنش شبكه، كاهش اندازه دانه، افزايش سختي و كاهش مساحت سطح تماس، به عنوان عوامل كليدي در افزايش سختي و مقاومت در برابر سايش و همچنين كاهش زبري سطح آلياژ پس از عمليات UNSM شناسايي شده‌اند. با اين وجود نتايج به‌دست آمده در آزمون امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون نشان داد كه فرايند UNSM در صورتي‌كه با توان بالا روي سطح انجام شود، باعث كاهش مقاومت انتقال بار و كاهش پتانسيل خوردگي و افزايش جريان خوردگي مي‌شود. اين درحالي است كه در صورتي‌كه ميزان اعمال فرايند UNSM در توان 100 وات محدود گردد، ميزان مقاومت پلاريزاسيون از 217 اهم به 360 اهم افزايش يافته و منحني تافل بدون افت محسوس در خواص خوردگي بدست مي‌آيد. حفظ لايه يكنواخت غيرفعال سطحي در حين خوردگي بعد از عمليات UNSM با توان 100 وات كه با بررسي ريزساختاري نيز تاييد شد به كاهش اندازه دانه و افزايش مرزدانه‌ها با زاويه كم نسبت داده شد. اين در حالي است كه نتايج بررسي ريزساختاري سطوح خورده شده تاييد كرد در صورت افزايش توان عمليات UNSM به بيش از 100 وات، عدم تشكيل كامل لايه يكنواخت غيرفعال در سطح و تشديد خوردگي حفره‌‌اي رخ مي‌دهد.

233308

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان