عنوان
تأثير اتمسفر ساخت و عمليات همگن‌سازي بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد زنگ‌نزن رسوب‌سخت شونده 4-17 ساخته شده به روش ذوب بستر پودر با ليزر
نويسنده اصلي
بخشي زاده، علي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
فناوري ساخت افزايشي به ابزاري ضروري براي ساخت هندسه‌هاي پيچيده تبديل شده كه اغلب ساخت آن‌ها با تكنيك‌هاي مرسوم دشوار است. كاهش هزينه توليد، امكان طراحي مجدد محصول و فرايند، كاهش زمان ساخت و انعطاف‌پذيري در توليد قطعات با مواد و خواص دلخواه از مزاياي اين فناوري به شمار مي‌رود. هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسي تأثير نوع گاز محافظ مورد استفاده حين فرايند ساخت و تأثير عمليات حرارتي همگن‌سازي و عمليات انحلالي بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد 17-4 PH ساخته شده به روش ساخت افزايشي ذوب بستر پودر با ليزر مي‌باشد. بدين منظور نمونه‌هاي مكعبي در دو ميز ساخت مجزا با متغيرهاي يكسان تحت اتمسفرهاي آرگون و نيتروژن ساخته شدند. ميزان تخلخل و چگالي سطحي با روش آناليز تصويري مشخص شد. نمونه‌هاي مذكور تحت سيكل‌هاي عمليات حرارتي مختلف شامل عمليات همگن‌سازي در دماي 1200 درجه سانتي‌گراد به مدت 4 ساعت، عمليات آنيل انحلالي در دماهاي 1150 و 1040 درجه سانتي‌گراد به مدت 1 ساعت و عمليات پيرسازي در دماي 480 درجه سانتي‌گراد در زمان‌هاي 1 و 4 ساعت قرار داده شدند. ريزساختار، سختي و خواص كششي نمونه‌ها قبل و بعد از انجام عمليات حرارتي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. ريزساختار با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي مشخصه‌يابي شد. همچنين آناليز كمي و كيفي فازهاي موجود در شرايط مختلف توسط آزمون پراش پرتو ايكس صورت پذيرفت. بررسي‌هاي ريزساختاري نشان داد حوضچه‌هاي مذاب در نمونه‌هاي ساخته شده تحت اتمسفر گاز نيتروژن، عميق‌تر و ميزان تخلخل‌هاي تشكيل شده، كمتر از نمونه‌هاي تحت اتمسفر آرگون بود. همچنين استفاده از اتمسفر نيتروژن باعث تشكيل مقادير اندكي تركيبات نيتريدي در ساختار شد. استفاده از گاز نيتروژن منجر به افزايش مقدار فاز آستنيت در نمونه‌ها نسبت به گاز آرگون شد. در شرايط پس از ساخت، فاز فريت پرويوتكتوئيد با مورفولوژي هم‌محور، به صورت پيوسته و منفرد در امتداد مرزدانه‌ها مشاهده شدند. همچنين حضور دانه‌هاي ستوني فريت دلتا در سطوح جانبي موازي جهت ساخت با روش حكاكي رنگي و معمولي مشخص شد. نتايج آزمون‌هاي مكانيكي نشان داد اولاً سختي و خواص كششي نمونه‌هاي ساخته شده تحت اتمسفر گاز نيتروژن بهتر از نمونه‌هاي تحت اتمسفر آرگون است و ثانياً اعمال سيكل پيشنهادي متشكل از عمليات همگن‌سازي در دماي 1200 درجه سانتي‌گراد به همراه عمليات آنيل انحلالي در دماي 1150 درجه سانتي‌گراد و پيرسازي به مدت 4 ساعت در 480 درجه سانتي‌گراد باعث دستيابي به خواص مكانيكي بهتري نسبت به سيكل استاندارد مخصوص قطعات كارشده گرديد. اين سيكل با ارائه استحكام تسليم 1113 مگاپاسكال، استحكام كششي نهايي 1257 مگاپاسكال و ازدياد طول 83/9 درصد، دستيابي به خواصي فراتر از معيارهاي استاندارد ASTM را فراهم ساخت. همچنين مشخص شد انجام سيكل پيرسازي مستقيم به مدت يك ساعت در دماي 480 درجه سانتي‌گراد منجر به افت شديد خواص مكانيكي در پي تشكيل فازهاي نيتريدي با مورفولوژي سوزني شكل خواهد شد.
شماره ركورد
233431
گرايش رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان