Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद.तुम्ही मर्यादित CSS समर्थनासह ब्राउझर आवृत्ती वापरत आहात.सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा).याव्यतिरिक्त, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट दर्शवतो.
प्रति स्लाइड तीन लेख दर्शवणारे स्लाइडर.स्लाइड्समधून जाण्यासाठी मागील आणि पुढील बटणे वापरा किंवा प्रत्येक स्लाइडमधून जाण्यासाठी शेवटी स्लाइड कंट्रोलर बटणे वापरा.
ASTM A240 304 316 स्टेनलेस स्टील मध्यम जाड प्लेट कापली जाऊ शकते आणि सानुकूलित चीन फॅक्टरी किंमत
साहित्य ग्रेड: 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
प्रकार:फेरिटिक, ऑस्टेनाइट, मार्टेन्साइट, डुप्लेक्स
तंत्रज्ञान: कोल्ड रोल्ड आणि हॉट रोल्ड
प्रमाणपत्रे: दरवर्षी ISO9001, CE, SGS
सेवा: तृतीय पक्ष चाचणी
वितरण: 10-15 दिवसांच्या आत किंवा प्रमाण लक्षात घेऊन
स्टेनलेस स्टील हे लोखंडाचे मिश्रण आहे ज्यामध्ये किमान 10.5 टक्के क्रोमियम असते.क्रोमियम सामग्री स्टीलच्या पृष्ठभागावर एक पातळ क्रोमियम ऑक्साईड फिल्म तयार करते ज्याला पॅसिव्हेशन लेयर म्हणतात.हा थर स्टीलच्या पृष्ठभागावर गंज येण्यापासून प्रतिबंधित करतो;स्टीलमध्ये क्रोमियमचे प्रमाण जितके जास्त असेल तितकी गंज प्रतिरोधक क्षमता जास्त असेल.
स्टीलमध्ये कार्बन, सिलिकॉन आणि मॅंगनीज सारख्या विविध घटकांचा देखील समावेश आहे.गंज प्रतिरोधक क्षमता (निकेल) आणि फॉर्मेबिलिटी (मॉलिब्डेनम) वाढवण्यासाठी इतर घटक जोडले जाऊ शकतात.
| साहित्य पुरवठा: | ||||||||||||
| ASTM/ASME | EN ग्रेड | रासायनिक घटक % | ||||||||||
| C | Cr | Ni | Mn | P | S | Mo | Si | Cu | N | इतर | ||
| 201 |
| ≤0.15 | 16.00-18.00 | 3.50-5.50 | ५.५०–७.५० | ≤0.060 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | ≤0.25 | - |
| 301 | १.४३१० | ≤0.15 | 16.00-18.00 | ६.००-८.०० | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | ०.१ | - |
| 304 | १.४३०१ | ≤०.०८ | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 304L | १.४३०७ | ≤0.030 | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 304H | १.४९४८ | ०.०४~०.१० | 18.00-20.00 | 8.00-10.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| ३०९एस | १.४८२८ | ≤०.०८ | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 309H |
| ०.०४~०.१० | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | - |
| 310S | १.४८४२ | ≤०.०८ | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤१.५ | - | - | - |
| 310H | १.४८२१ | ०.०४~०.१० | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤१.५ | - | - | - |
| ३१६ | १.४४०१ | ≤०.०८ | 16.00-18.50 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | - | - |
| 316L | १.४४०४ | ≤0.030 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 2.00-3.00 | ≤0.75 | - | - | - |
| 316H |
| ०.०४~०.१० | 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 | १.४५७१ | ≤०.०८ | 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 | १.४४३८ | ≤0.03 | 18.00-20.00 | 11.00-15.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | ३.००-४.०० | ≤0.75 | - | ०.१ | - |
| 321 | १.४५४१ | ≤०.०८ | 17.00-19.00 | 9.00-12.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | ०.१ | Ti5(C+N)~0.7 |
| 321H | १.४९४ | ०.०४~०.१० | 17.00-19.00 | 9.00-12.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | ०.१ | Ti4(C+N)~0.7 |
| ३४७ | १.४५५० | ≤०.०८ | 17.00-19.00 | 9.00-13.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | - | ≤0.75 | - | - | Nb≥10*C%-1.0 |
| 347H | १.४९४२ | ०.०४~०.१० | 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 | ०.५ | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤०.०२० | - | ≤१.०० | - | ०.०३ | Ti6(C+N)-0.5 Nb0.17 |
| 410 | 1Cr13 | ०.०८~०.१५ | 11.50-13.50 | - | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | - | - |
| ४२० | 2Cr13 | ≥0.15 | 12.00-14.00 | - | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | - | - |
| ४३० | S43000 | ≤0.12 | 16.00-18.00 | ०.७५ | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | - | - |
| ४३१ | 1Cr17Ni2 | ≤0.2 | १५.००-१७.०० | १.२५-२.५० | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | - | - |
| 440C | 11Cr17 | 0.95-1.20 | 16.00-18.00 | - | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | ०.७५ | ≤१.०० | - | - | - |
| 17-4PH | ६३०/१.४५४२ | ≤०.०७ | १५.५०-१७.५० | ३.००-५.०० | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | ३.००-५.०० | - | Nb+Ta:0.15-0.45 |
| 17-7PH | ६३१ | ≤०.०९ | 16.00-18.00 | ६.५०-७.५० | ≤१.०० | ≤0.040 | ≤0.030 | - | ≤१.०० | - | - | अल ०.७५-१.५० |
| आकार पुरवठा: | ||||||
| 3 | 3*1000*2000 | ३*१२१९*२४३८ | 3*1500*3000 | 3*1500*6000 | ||
| 4 | 4*1000*2000 | 4*1219*2438 | 4*1500*3000 | 4*1500*6000 | ||
| 5 | 5*1000*2000 | ५*१२१९*२४३८ | 5*1500*3000 | 5*1500*6000 | ||
| 6 | 6*1000*2000 | 6*1219*2438 | 6*1500*3000 | 6*1500*6000 | ||
| 7 | 7*1000*2000 | ७*१२१९*२४३८ | 7*1500*3000 | 7*1500*6000 | ||
| 8 | 8*1000*2000 | ८*१२१९*२४३८ | 8*1500*3000 | 8*1500*6000 | ||
| 9 | 9*1000*2000 | ९*१२१९*२४३८ | 9*1500*3000 | 9*1500*6000 | ||
| १०.० | 10*1000*2000 | 10*1219*2438 | 10*1500*3000 | 10*1500*6000 | ||
| १२.० | 12*1000*2000 | १२*१२१९*२४३८ | 12*1500*3000 | 12*1500*6000 | ||
| 14.0 | 14*1000*2000 | 14*1219*2438 | 14*1500*3000 | 14*1500*6000 | ||
| १६.० | 16*1000*2000 | 16*1219*2438 | 14*1500*3000 | 14*1500*6000 | ||
| १८.० | 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 |
उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलचे वर्तन (HCMSS) ज्यामध्ये अंदाजे 22.5 vol.क्रोमियम (Cr) आणि व्हॅनेडियम (V) च्या उच्च सामग्रीसह % कार्बाइड्स, इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (EBM) द्वारे निश्चित केले गेले.मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये मार्टेन्साइट आणि अवशिष्ट ऑस्टेनाइट फेज असतात, सबमायक्रॉन हाय V आणि मायक्रॉन हाय Cr कार्बाइड्स समान रीतीने वितरीत केले जातात आणि कडकपणा तुलनेने जास्त असतो.जीर्ण झालेल्या ट्रॅकमधून विरोधी शरीरात सामग्री हस्तांतरित केल्यामुळे स्थिर स्थितीच्या वाढत्या लोडसह CoF अंदाजे 14.1% कमी होते.त्याच प्रकारे उपचार केलेल्या मार्टेन्सिटिक टूल स्टील्सच्या तुलनेत, कमी लागू लोडवर एचसीएमएसएसचा पोशाख दर जवळजवळ समान असतो.प्रभावी पोशाख यंत्रणा म्हणजे स्टील मॅट्रिक्सला घर्षणाद्वारे काढून टाकणे आणि त्यानंतर वेअर ट्रॅकचे ऑक्सिडेशन करणे, तर तीन-घटकांचे अपघर्षक पोशाख वाढत्या भाराने उद्भवते.क्रॉस-सेक्शनल हार्डनेस मॅपिंगद्वारे ओळखल्या जाणार्‍या पोशाखांच्या डाग अंतर्गत प्लास्टिकच्या विकृतीचे क्षेत्र.कार्बाइड क्रॅकिंग, उच्च व्हॅनेडियम कार्बाइड टीरआउट आणि डाय क्रॅकिंग म्हणून पोशाख स्थिती वाढल्यामुळे उद्भवणाऱ्या विशिष्ट घटनांचे वर्णन केले जाते.हे संशोधन HCMSS अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगच्या पोशाख वैशिष्ट्यांवर प्रकाश टाकते, ज्यामुळे शाफ्टपासून प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्ड्सपर्यंतच्या वेअर अॅप्लिकेशन्ससाठी EBM घटकांच्या निर्मितीचा मार्ग मोकळा होऊ शकतो.
स्टेनलेस स्टील (SS) हे स्टील्सचे एक अष्टपैलू कुटुंब आहे जे त्यांच्या उच्च गंज प्रतिरोधकतेमुळे आणि योग्य यांत्रिक गुणधर्मांमुळे एरोस्पेस, ऑटोमोटिव्ह, अन्न आणि इतर अनेक अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.त्यांचा उच्च गंज प्रतिकार HC मध्ये क्रोमियम (11.5 wt. % पेक्षा जास्त) च्या उच्च सामग्रीमुळे आहे, जो पृष्ठभाग1 वर उच्च क्रोमियम सामग्रीसह ऑक्साईड फिल्म तयार करण्यास हातभार लावतो.तथापि, बर्‍याच स्टेनलेस स्टीलच्या ग्रेडमध्ये कार्बनचे प्रमाण कमी असते आणि त्यामुळे मर्यादित कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध असतो, परिणामी एरोस्पेस लँडिंग घटक4 सारख्या पोशाख-संबंधित उपकरणांमध्ये सेवा आयुष्य कमी होते.सहसा त्यांची कडकपणा कमी असते (180 ते 450 HV च्या श्रेणीत), फक्त काही उष्णतेवर उपचार केलेल्या मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील्समध्ये उच्च कडकपणा (700 HV पर्यंत) आणि उच्च कार्बन सामग्री (1.2 wt% पर्यंत) असते, जे वाढण्यास योगदान देऊ शकतात. मार्टेन्साइटची निर्मिती.1. थोडक्यात, उच्च कार्बन सामग्री मार्टेन्सिटिक ट्रान्सफॉर्मेशन तापमान कमी करते, ज्यामुळे पूर्णपणे मार्टेन्सिटिक मायक्रोस्ट्रक्चर तयार होते आणि उच्च शीतलक दरांवर पोशाख-प्रतिरोधक मायक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त होते.स्टील मॅट्रिक्समध्ये हार्ड फेज (उदा., कार्बाइड्स) जोडले जाऊ शकतात ज्यामुळे डायच्या पोशाख प्रतिरोधनात आणखी सुधारणा होईल.
अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (AM) ची ओळख इच्छित रचना, मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांसह नवीन सामग्री तयार करू शकते 5,6.उदाहरणार्थ, पावडर बेड मेल्टिंग (PBF), सर्वात व्यावसायिक जोडणीच्या वेल्डिंग प्रक्रियेपैकी एक आहे, ज्यामध्ये लेसर किंवा इलेक्ट्रॉन बीम 7 सारख्या उष्णता स्त्रोतांचा वापर करून पावडर वितळवून जवळच्या आकाराचे भाग तयार करण्यासाठी पूर्व-मिश्रित पावडरचा समावेश होतो.अनेक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की मिश्रितपणे मशीन केलेले स्टेनलेस स्टीलचे भाग पारंपारिकपणे बनवलेल्या भागांना मागे टाकू शकतात.उदाहरणार्थ, अॅडिटीव्ह प्रोसेसिंगच्या अधीन असलेल्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्समध्ये त्यांच्या सूक्ष्म सूक्ष्म संरचनामुळे (म्हणजे हॉल-पेच संबंध) 3,8,9 उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म असल्याचे दिसून आले आहे.एएम-ट्रीटेड फेरिटिक स्टेनलेस स्टीलचे उष्मा उपचार अतिरिक्त प्रक्षेपण तयार करतात जे त्यांच्या पारंपारिक भागांप्रमाणेच यांत्रिक गुणधर्म प्रदान करतात 3,10.उच्च सामर्थ्य आणि कडकपणा असलेले ड्युअल-फेज स्टेनलेस स्टील दत्तक, अॅडिटीव्ह प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया केली जाते, जेथे सुधारित यांत्रिक गुणधर्म मायक्रोस्ट्रक्चर11 मधील क्रोमियम-समृद्ध इंटरमेटलिक टप्प्यांमुळे आहेत.याशिवाय, मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट नियंत्रित करून आणि मशिनिंग आणि उष्णता उपचार पॅरामीटर्स 3,12,13,14 ऑप्टिमाइझ करून अॅडिटीव्ह कठोर मार्टेन्सिटिक आणि PH स्टेनलेस स्टील्सचे सुधारित यांत्रिक गुणधर्म मिळवता येतात.
आजपर्यंत, एएम ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सच्या ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्मांकडे इतर स्टेनलेस स्टील्सपेक्षा जास्त लक्ष दिले गेले आहे.316L सह उपचार केलेल्या पावडरच्या थर (L-PBF) मध्ये लेसर वितळण्याच्या ट्रायबोलॉजिकल वर्तनाचा एएम प्रोसेसिंग पॅरामीटर्सचे कार्य म्हणून अभ्यास केला गेला.स्कॅनिंगचा वेग कमी करून किंवा लेझर पॉवर वाढवून पोरोसिटी कमी केल्याने पोशाख प्रतिरोधकता सुधारू शकते15,16 हे दिसून आले आहे.Li et al.17 ने कोरड्या स्लाइडिंग पोशाखांची विविध पॅरामीटर्स (भार, वारंवारता आणि तापमान) अंतर्गत चाचणी केली आणि दाखवले की खोलीतील तापमान पोशाख ही मुख्य परिधान यंत्रणा आहे, तर स्लाइडिंगचा वेग आणि तापमान वाढल्याने ऑक्सिडेशनला प्रोत्साहन मिळते.परिणामी ऑक्साईड थर बेअरिंगचे कार्य सुनिश्चित करते, वाढत्या तापमानासह घर्षण कमी होते आणि उच्च तापमानात पोशाख दर वाढतो.इतर अभ्यासांमध्ये, L-PBF मध्ये TiC18, TiB219, आणि SiC20 कण जोडल्याने 316L मॅट्रिक्सची परिधान प्रतिरोधकता सुधारली आणि कठोर कणांच्या घनफळाच्या अपूर्णांकात वाढ होऊन घनदाट कार्य कठोर घर्षण थर तयार केला.L-PBF12 उपचारित PH स्टील आणि SS11 डुप्लेक्स स्टीलमध्ये एक संरक्षक ऑक्साईड स्तर देखील आढळून आला आहे, जे हे दर्शविते की उष्णतेनंतरच्या उपचार 12 द्वारे राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटला मर्यादित ठेवल्याने पोशाख प्रतिरोध सुधारू शकतो.येथे सारांशित केल्याप्रमाणे, साहित्य मुख्यत्वे 316L SS मालिकेच्या जनजातीच्या कार्यक्षमतेवर केंद्रित आहे, तर जास्त कार्बन सामग्री असलेल्या मार्टेन्सिटिक अॅडिटीव्हली उत्पादित स्टेनलेस स्टील्सच्या मालिकेतील आदिवासींच्या कार्यक्षमतेवर कमी डेटा आहे.
इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (EBM) हे L-PBF सारखेच एक तंत्र आहे जे उच्च तापमान आणि स्कॅन दर 21, 22 पर्यंत पोहोचण्याच्या क्षमतेमुळे उच्च व्हॅनेडियम आणि क्रोमियम कार्बाइड्स सारख्या रीफ्रॅक्टरी कार्बाइडसह मायक्रोस्ट्रक्चर तयार करण्यास सक्षम आहे. स्टेनलेसच्या EBM प्रक्रियेवर विद्यमान साहित्य ईबीएम उपचारित स्टेनलेस स्टीलच्या ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्मांवर काम करताना, क्रॅक आणि छिद्रांशिवाय मायक्रोस्ट्रक्चर मिळविण्यासाठी आणि यांत्रिक गुणधर्म23, 24, 25, 26 सुधारण्यासाठी इष्टतम ELM प्रक्रिया पॅरामीटर्स निर्धारित करण्यावर स्टील प्रामुख्याने लक्ष केंद्रित करते.आतापर्यंत, ELR सह उपचार केलेल्या उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या परिधान यंत्रणेचा मर्यादित परिस्थितीत अभ्यास केला गेला आहे, आणि अपघर्षक (सँडपेपर चाचणी), कोरड्या आणि चिखल-धूप परिस्थितीत गंभीर प्लास्टिक विकृती झाल्याचे नोंदवले गेले आहे.
या अभ्यासाने खाली वर्णन केलेल्या कोरड्या सरकत्या स्थितीत ELR सह उपचार केलेल्या उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या पोशाख प्रतिरोध आणि घर्षण गुणधर्मांची तपासणी केली.प्रथम, स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (SEM), एनर्जी डिस्पर्सिव्ह एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX), क्ष-किरण विवर्तन आणि प्रतिमा विश्लेषण वापरून मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये दर्शविली गेली.या पद्धतींसह प्राप्त केलेला डेटा नंतर विविध भारांखाली कोरड्या पारस्परिक चाचण्यांद्वारे आदिवासी वर्तनाच्या निरीक्षणासाठी आधार म्हणून वापरला जातो आणि शेवटी SEM-EDX आणि लेसर प्रोफिलोमीटर वापरून जीर्ण पृष्ठभागाच्या आकारविज्ञानाची तपासणी केली जाते.पोशाख दर परिमाणित केला गेला आणि त्याचप्रमाणे उपचार केलेल्या मार्टेन्सिटिक टूल स्टील्सशी तुलना केली गेली.या SS प्रणालीची समान प्रकारच्या उपचारांसह अधिक सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या वेअर सिस्टमशी तुलना करण्यासाठी आधार तयार करण्यासाठी हे केले गेले.शेवटी, परिधान मार्गाचा क्रॉस-सेक्शनल नकाशा कठोरता मॅपिंग अल्गोरिदम वापरून दर्शविला जातो जो संपर्क दरम्यान होणारी प्लास्टिकची विकृती प्रकट करतो.हे लक्षात घेतले पाहिजे की या अभ्यासासाठी ट्रायबोलॉजिकल चाचण्या या नवीन सामग्रीचे आदिवासी गुणधर्म अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी आयोजित केल्या गेल्या होत्या आणि विशिष्ट अनुप्रयोगाचे अनुकरण न करता.हा अभ्यास कठोर वातावरणात ऑपरेशन आवश्यक असलेल्या वेअर ऍप्लिकेशन्ससाठी नवीन अॅडिटिव्हली उत्पादित मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्मांबद्दल अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास योगदान देतो.
उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील (HCMSS) चे नमुने ELR ने Vibenite® 350 या ब्रँड नावाखाली विकसित आणि VBN घटक AB, स्वीडन द्वारे पुरवले गेले.नमुन्याची नाममात्र रासायनिक रचना: 1.9 C, 20.0 Cr, 1.0 Mo, 4.0 V, 73.1 Fe (wt.%).प्रथम, इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) वापरून कोणत्याही पोस्ट-थर्मल उपचाराशिवाय प्राप्त आयताकृती नमुने (42 मिमी × 22 मिमी × 7 मिमी) पासून कोरडे सरकणारे नमुने (40 मिमी × 20 मिमी × 5 मिमी) तयार केले गेले.नंतर नमुने 240 ते 2400 R धान्य आकाराच्या SiC सॅंडपेपरने क्रमाक्रमाने ग्राउंड केले गेले जेणेकरून पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा (Ra) सुमारे 0.15 μm असेल.याशिवाय, 1.5 C, 4.0 Cr, 2.5 Mo, 2.5 W, 4.0 V, 85.5 Fe (wt. %) (व्यावसायिक म्हणून ओळखले जाणारे) नाममात्र रासायनिक रचना असलेले EBM-उपचार केलेले उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक टूल स्टील (HCMTS) चे नमुने Vibenite® 150) देखील त्याच प्रकारे तयार.HCMTS मध्ये व्हॉल्यूमनुसार 8% कार्बाइड असतात आणि फक्त HCMSS वेअर रेट डेटाची तुलना करण्यासाठी वापरला जातो.
ऑक्सफर्ड इन्स्ट्रुमेंट्सच्या एनर्जी डिस्पर्सिव्ह एक्स-रे (EDX) XMax80 डिटेक्टरसह सुसज्ज असलेल्या SEM (FEI Quanta 250, USA) वापरून HCMSS चे मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्यीकरण करण्यात आले.3500 µm2 असलेले तीन यादृच्छिक फोटोमायक्रोग्राफ बॅकस्कॅटर्ड इलेक्ट्रॉन (BSE) मोडमध्ये घेतले गेले आणि नंतर क्षेत्रफळ (म्हणजे खंड अपूर्णांक), आकार आणि आकार निश्चित करण्यासाठी प्रतिमा विश्लेषण (ImageJ®)28 वापरून विश्लेषण केले गेले.निरीक्षण केलेल्या वैशिष्ट्यपूर्ण आकारविज्ञानामुळे, क्षेत्रफळाचा अंश खंड अपूर्णांकाच्या बरोबरीने घेण्यात आला.याव्यतिरिक्त, आकार घटक समीकरण (Shfa) वापरून कार्बाइड्सचा आकार घटक मोजला जातो:
येथे Ai हे कार्बाइडचे क्षेत्रफळ आहे (µm2) आणि Pi हा कार्बाइडचा परिमिती आहे (µm)29.टप्पे ओळखण्यासाठी, Co-Kα रेडिएशन (λ = 1.79026 Å) सह एक्स-रे डिफ्रॅक्टोमीटर (LynxEye 1D स्ट्रिप डिटेक्टरसह ब्रुकर D8 डिस्कवर) वापरून पावडर एक्स-रे डिफ्रॅक्शन (XRD) केले गेले.35° ते 130° पर्यंतच्या 2θ श्रेणीमध्ये 0.02° आणि 2 सेकंदांच्या स्टेप टाइमसह नमुना स्कॅन करा.XRD डेटाचे विश्लेषण Diffract.EVA सॉफ्टवेअर वापरून केले गेले, ज्याने 2021 मध्ये क्रिस्टलोग्राफिक डेटाबेस अद्यतनित केला. याशिवाय, मायक्रोहार्डनेस निर्धारित करण्यासाठी विकर्स हार्डनेस टेस्टर (स्ट्रुअर्स ड्युरास्कन 80, ऑस्ट्रिया) वापरला गेला.ASTM E384-17 30 मानकांनुसार, 5 kgf वर 10 s साठी 0.35 मिमी वाढीमध्ये मेटॅलोग्राफिक पद्धतीने तयार केलेल्या नमुन्यांवर 30 प्रिंट्स तयार केल्या गेल्या.लेखकांनी पूर्वी HCMTS31 ची मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये दर्शविली आहेत.
बॉल प्लेट ट्रायबोमीटर (ब्रुकर युनिव्हर्सल मेकॅनिकल टेस्टर ट्रायबोलॅब, यूएसए) कोरड्या रेसिप्रोकेटिंग वेअर चाचण्या करण्यासाठी वापरला गेला, ज्याचे कॉन्फिगरेशन इतरत्र तपशीलवार आहे31.चाचणी पॅरामीटर्स खालीलप्रमाणे आहेत: मानक 32 ASTM G133-05 नुसार, लोड 3 N, वारंवारता 1 Hz, स्ट्रोक 3 मिमी, कालावधी 1 तास.सुमारे 1500 HV च्या मॅक्रोहार्डनेससह 10 मिमी व्यासासह अॅल्युमिनियम ऑक्साईड बॉल्स (Al2O3, अचूकता वर्ग 28/ISO 3290) आणि सुमारे 0.05 µm पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा (Ra) रेडहिल प्रिसिजन, चेक रिपब्लिक यांनी काउंटरवेईट म्हणून वापरला. .बॅलन्सिंगमुळे होणारे ऑक्सिडेशनचे परिणाम टाळण्यासाठी आणि गंभीर पोशाख परिस्थितीत नमुन्यांची परिधान यंत्रणा अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी संतुलन निवडले गेले.हे नोंद घ्यावे की विद्यमान अभ्यासांसह परिधान दर डेटाची तुलना करण्यासाठी चाचणी पॅरामीटर्स Ref.8 प्रमाणेच आहेत.याव्यतिरिक्त, उच्च भारांवर ट्रायबोलॉजिकल कामगिरीची पडताळणी करण्यासाठी 10 N च्या लोडसह परस्पर चाचण्यांची मालिका केली गेली, तर इतर चाचणी मापदंड स्थिर राहिले.हर्ट्झनुसार प्रारंभिक संपर्क दाब अनुक्रमे 3 N आणि 10 N वर 7.7 MPa आणि 11.5 MPa आहेत.परिधान चाचणी दरम्यान, घर्षण शक्ती 45 Hz च्या वारंवारतेवर नोंदवली गेली आणि घर्षणाचे सरासरी गुणांक (CoF) मोजले गेले.प्रत्येक लोडसाठी, सभोवतालच्या परिस्थितीत तीन मोजमाप घेतले गेले.
वर वर्णन केलेल्या SEM वापरून परिधान प्रक्षेपण तपासले गेले आणि EMF विश्लेषण Aztec अधिग्रहण परिधान पृष्ठभाग विश्लेषण सॉफ्टवेअर वापरून केले गेले.जोडलेल्या घनाच्या जीर्ण पृष्ठभागाची ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप (Keyence VHX-5000, जपान) वापरून तपासणी करण्यात आली.संपर्क नसलेल्या लेसर प्रोफाइलरने (NanoFocus µScan, जर्मनी) z अक्षाच्या बाजूने ±0.1 µm आणि x आणि y अक्षांसह 5 µm उभ्या रिझोल्यूशनसह परिधान चिन्ह स्कॅन केले.प्रोफाइल मोजमापांमधून मिळवलेल्या x, y, z निर्देशांकांचा वापर करून मॅटलाब® मध्ये वेअर डाग पृष्ठभाग प्रोफाइल नकाशा तयार केला गेला.पृष्ठभाग प्रोफाइल नकाशावरून काढलेल्या अनेक उभ्या वेअर पथ प्रोफाइलचा वापर परिधान मार्गावरील परिधान व्हॉल्यूम तोटा मोजण्यासाठी केला जातो.व्हॉल्यूम हानीची गणना वायर प्रोफाइलच्या सरासरी क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्राचे उत्पादन आणि वेअर ट्रॅकची लांबी म्हणून केली गेली आणि या पद्धतीचे अतिरिक्त तपशील यापूर्वी लेखकांनी वर्णन केले आहेत33.येथून, विशिष्ट पोशाख दर (के) खालील सूत्राद्वारे प्राप्त केला जातो:
येथे V हा परिधान (mm3) मुळे होणारा आवाज कमी आहे, W लागू लोड (N), L हे सरकणारे अंतर (मिमी) आहे आणि k हा विशिष्ट पोशाख दर आहे (mm3/Nm)34.HCMSS पोशाख दरांची तुलना करण्यासाठी HCMTS साठी घर्षण डेटा आणि पृष्ठभाग प्रोफाइल नकाशे पूरक सामग्रीमध्ये (पूरक आकृती S1 आणि Figure S2) समाविष्ट केले आहेत.
या अभ्यासात, वेअर झोनचे प्लास्टिक विकृत वर्तन (म्हणजे संपर्काच्या दाबामुळे काम कडक होणे) दर्शविण्यासाठी परिधान मार्गाचा क्रॉस-सेक्शनल कडकपणा नकाशा वापरला गेला.पॉलिश केलेले नमुने कटिंग मशीनवर अॅल्युमिनियम ऑक्साईड कटिंग व्हीलने कापले गेले (स्ट्रुअर्स अक्युटम-5, ऑस्ट्रिया) आणि नमुन्यांच्या जाडीसह 240 ते 4000 P पर्यंत SiC सॅंडपेपर ग्रेडसह पॉलिश केले गेले.ASTM E348-17 नुसार 0.5 kgf 10 s आणि 0.1 mm अंतरावर मायक्रोहार्डनेस मापन.1.26 × 0.3 mm2 आयताकृती ग्रिडवर प्रिंट्स पृष्ठभागाच्या खाली अंदाजे 60 µm (आकृती 1) वर ठेवण्यात आले होते आणि नंतर इतरत्र वर्णन केलेल्या सानुकूल Matlab® कोडचा वापर करून कठोरता नकाशा तयार केला गेला होता35.याव्यतिरिक्त, परिधान क्षेत्राच्या क्रॉस सेक्शनच्या मायक्रोस्ट्रक्चरची SEM वापरून तपासणी केली गेली.
क्रॉस सेक्शन (a) चे स्थान दर्शविणारे परिधान चिन्हाचे योजनाबद्ध आणि क्रॉस सेक्शन (b) मध्ये ओळखले जाणारे चिन्ह दर्शविणारा कडकपणा नकाशाचा ऑप्टिकल मायक्रोग्राफ.
ELP सह उपचार केलेल्या HCMSS च्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये मॅट्रिक्सने वेढलेले एकसंध कार्बाइड नेटवर्क असते (चित्र 2a, b).EDX विश्लेषणात असे दिसून आले की राखाडी आणि गडद कार्बाइड अनुक्रमे क्रोमियम आणि व्हॅनेडियम समृद्ध कार्बाइड होते (तक्ता 1).प्रतिमेच्या विश्लेषणातून गणना केली असता, कार्बाइड्सचा खंड अपूर्णांक ~22.5% (~18.2% उच्च क्रोमियम कार्बाइड्स आणि ~4.3% उच्च व्हॅनेडियम कार्बाइड्स) असल्याचा अंदाज आहे.मानक विचलनांसह सरासरी धान्य आकार अनुक्रमे 0.64 ± 0.2 µm आणि 1.84 ± 0.4 µm V आणि Cr रिच कार्बाइड्ससाठी आहेत (चित्र 2c, d).उच्च V कार्बाइड्स सुमारे 0.88±0.03 च्या आकार घटकासह (±SD) गोलाकार असतात कारण आकार घटक मूल्य 1 च्या जवळ गोल कार्बाइडशी संबंधित असतात.याउलट, सुमारे 0.56 ± 0.01 च्या आकार घटकासह, उच्च क्रोमियम कार्बाइड्स पूर्णपणे गोलाकार नसतात, जे एकत्रिततेमुळे असू शकतात.मार्टेन्साइट (α, bcc) आणि राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट (γ', fcc) विवर्तन शिखरे HCMSS एक्स-रे पॅटर्नवर आकृती 2e मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे आढळून आली.याव्यतिरिक्त, एक्स-रे पॅटर्न दुय्यम कार्बाइड्सची उपस्थिती दर्शविते.उच्च क्रोमियम कार्बाइड्स M3C2 आणि M23C6 प्रकारच्या कार्बाइड्स म्हणून ओळखल्या जातात.साहित्य डेटानुसार, VC कार्बाइड्सचे 36,37,38 विवर्तन शिखर ≈43° आणि 63° वर नोंदवले गेले होते, जे सूचित करते की VC शिखरांना क्रोमियम-युक्त कार्बाइड्सच्या M23C6 शिखरांनी मुखवटा घातलेला होता (चित्र 2e).
उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलची सूक्ष्म रचना EBL (a) कमी वाढीवर आणि (b) उच्च वाढीवर, क्रोमियम आणि व्हॅनेडियम समृद्ध कार्बाइड्स आणि स्टेनलेस स्टील मॅट्रिक्स (इलेक्ट्रॉन बॅकस्कॅटरिंग मोड) दर्शविते.क्रोमियम-समृद्ध (c) आणि व्हॅनेडियम-युक्त (d) कार्बाइड्सचे धान्य आकाराचे वितरण दर्शविणारे बार आलेख.एक्स-रे पॅटर्न मायक्रोस्ट्रक्चर (डी) मध्ये मार्टेन्साइट, राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट आणि कार्बाइड्सची उपस्थिती दर्शविते.
सरासरी मायक्रोहार्डनेस 625.7 + 7.5 HV5 आहे, पारंपारिकपणे प्रक्रिया केलेल्या मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील (450 HV)1 च्या तुलनेत उष्णता उपचाराशिवाय तुलनेने उच्च कडकपणा दर्शविते.उच्च V कार्बाइड्स आणि उच्च Cr कार्बाइड्सची नॅनोइंडेंटेशन कडकपणा अनुक्रमे 12 आणि 32.5 GPa39 आणि 13-22 GPa40 दरम्यान असल्याचे नोंदवले जाते.अशा प्रकारे, ELP सह उपचार केलेल्या HCMSS ची उच्च कठोरता उच्च कार्बन सामग्रीमुळे आहे, जे कार्बाइड नेटवर्कच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देते.अशाप्रकारे, ELP सह उपचार केलेले HSMSS कोणत्याही अतिरिक्त पोस्ट-थर्मल उपचाराशिवाय चांगले सूक्ष्म संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आणि कडकपणा दर्शविते.
3 N आणि 10 N वर नमुन्यांसाठी सरासरी घर्षण गुणांक (CoF) चे वक्र आकृती 3 मध्ये सादर केले आहेत, किमान आणि कमाल घर्षण मूल्यांची श्रेणी अर्धपारदर्शक शेडिंगसह चिन्हांकित केली आहे.प्रत्येक वक्र रन-इन फेज आणि स्थिर स्थितीचा टप्पा दर्शवितो.घर्षण थांबल्यावर फेज स्थिर अवस्थेत प्रवेश करण्यापूर्वी रन-इन टप्पा 0.41 ± 0.24.3 N च्या CoF (±SD) सह 1.2 मीटर आणि 0.71 ± 0.16.10 N च्या CoF सह 3.7 मीटरवर समाप्त होतो.पटकन बदलत नाही.लहान संपर्क क्षेत्र आणि खडबडीत सुरुवातीच्या प्लास्टिकच्या विकृतीमुळे, 3 N आणि 10 N वर धावण्याच्या अवस्थेत घर्षण शक्ती वेगाने वाढली, जेथे 10 N वर जास्त घर्षण बल आणि जास्त सरकणारे अंतर उद्भवले, जे कदाचित असू शकते. 3 N च्या तुलनेत, पृष्ठभागाचे नुकसान जास्त आहे.3 N आणि 10 N साठी, स्थिर टप्प्यातील CoF मूल्ये अनुक्रमे 0.78 ± 0.05 आणि 0.67 ± 0.01 आहेत.CoF व्यावहारिकदृष्ट्या 10 N वर स्थिर आहे आणि 3 N वर हळूहळू वाढते. मर्यादित साहित्यात, L-PBF चे CoF कमी लागू लोडवर सिरॅमिक प्रतिक्रिया संस्थांच्या तुलनेत स्टेनलेस स्टीलचे उपचार 0.5 ते 0.728, 20, 42 पर्यंत असते, जे या अभ्यासात मोजलेल्या CoF मूल्यांशी चांगला करार.स्थिर स्थितीत (सुमारे 14.1%) वाढत्या भारासह CoF मधील घट हे खराब झालेले पृष्ठभाग आणि काउंटरपार्ट यांच्यातील इंटरफेसमध्ये होणार्‍या पृष्ठभागाच्या ऱ्हासास कारणीभूत ठरू शकते, ज्याची पुढील भागात पृष्ठभागाच्या विश्लेषणाद्वारे चर्चा केली जाईल. परिधान केलेले नमुने.
VSMSS नमुन्यांचे घर्षण गुणांक 3 N आणि 10 N वर स्लाइडिंग मार्गांवर ELP सह उपचार केले जातात, प्रत्येक वक्रासाठी एक स्थिर टप्पा चिन्हांकित केला जातो.
HKMS (625.7 HV) चे विशिष्ट पोशाख दर अनुक्रमे 3 N आणि 10 N वर 6.56 ± 0.33 × 10–6 mm3/Nm आणि 9.66 ± 0.37 × 10–6 mm3/Nm अंदाजे आहेत (चित्र . 4).अशाप्रकारे, वाढत्या लोडसह पोशाख दर वाढतो, जो L-PBF आणि PH SS17,43 सह उपचार केलेल्या ऑस्टेनाइटवरील विद्यमान अभ्यासांशी चांगला सहमत आहे.तत्सम ट्रायबोलॉजिकल परिस्थितीत, 3 N वर पोशाख दर हा L-PBF (k = 3.50 ± 0.3 × 10–5 mm3/Nm, 229 HV) सह उपचार केलेल्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलसाठी मागील प्रकरणाप्रमाणे सुमारे एक-पंचमांश आहे. .8. या व्यतिरिक्त, 3 N वर HCMSS चा पोशाख दर पारंपारिकरित्या मशीन केलेल्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी होता आणि विशेषत: उच्च आयसोट्रॉपिक दाबलेल्या (k = 4.20 ± 0.3 × 10–5 mm3) पेक्षा जास्त होता./Nm, 176 HV) आणि कास्ट (k = 4.70 ± 0.3 × 10–5 mm3/Nm, 156 HV) अनुक्रमे मशीन केलेले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, 8.साहित्यातील या अभ्यासांच्या तुलनेत, HCMSS च्या सुधारित पोशाख प्रतिरोधनाचे श्रेय उच्च कार्बन सामग्री आणि तयार झालेल्या कार्बाइड नेटवर्कला दिले जाते ज्यामुळे पारंपारिकपणे मशीन केलेल्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सपेक्षा जास्त कडकपणा येतो.HCMSS नमुन्यांच्या पोशाख दराचा पुढील अभ्यास करण्यासाठी, तत्सम मशीनी उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक टूल स्टील (HCMTS) नमुन्याची (790 HV च्या कडकपणासह) तुलना करण्यासाठी तत्सम परिस्थितीत (3 N आणि 10 N) चाचणी केली गेली;पूरक सामग्री म्हणजे HCMTS पृष्ठभाग प्रोफाइल नकाशा (पूरक आकृती S2).HCMSS चा पोशाख दर (k = 6.56 ± 0.34 × 10–6 mm3/Nm) जवळजवळ 3 N (k = 6.65 ± 0.68 × 10–6 mm3/Nm) वर HCMTS सारखाच आहे, जो उत्कृष्ट पोशाख प्रतिकार दर्शवतो. .ही वैशिष्ट्ये मुख्यत्वे HCMSS च्या मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्यांना (म्हणजेच उच्च कार्बाइड सामग्री, आकार, आकार आणि मॅट्रिक्समधील कार्बाइड कणांचे वितरण, विभाग 3.1 मध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे) श्रेय दिले जाते.पूर्वी नोंदवल्याप्रमाणे 31,44, कार्बाइड सामग्री पोशाख डागची रुंदी आणि खोली आणि सूक्ष्म-घर्षक पोशाखांची यंत्रणा प्रभावित करते.तथापि, 10 N वर डाईचे संरक्षण करण्यासाठी कार्बाइड सामग्री अपुरी आहे, परिणामी पोशाख वाढतो.खालील विभागात, HCMSS च्या पोशाख दरावर परिणाम करणाऱ्या अंतर्निहित पोशाख आणि विकृती यंत्रणा स्पष्ट करण्यासाठी वेअर सरफेस मॉर्फोलॉजी आणि टोपोग्राफी वापरली जाते.10 N वर, VCMSS चा पोशाख दर (k = 9.66 ± 0.37 × 10–6 mm3/Nm) VKMTS (k = 5.45 ± 0.69 × 10–6 mm3/Nm) पेक्षा जास्त आहे.याउलट, हे पोशाख दर अजूनही खूप जास्त आहेत: समान चाचणी परिस्थितीत, क्रोमियम आणि स्टेलाइटवर आधारित कोटिंग्जचा पोशाख दर HCMSS45,46 पेक्षा कमी आहे.शेवटी, अॅल्युमिना (1500 HV) च्या उच्च कडकपणामुळे, वीण परिधान दर नगण्य होते आणि नमुन्यापासून अॅल्युमिनियम बॉलमध्ये सामग्री हस्तांतरणाची चिन्हे आढळली.
उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील (HMCSS) च्या ELR मशीनिंगमध्ये विशिष्ट पोशाख, उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक टूल स्टील (HCMTS) आणि L-PBF चे ELR मशीनिंग, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलचे कास्टिंग आणि हाय आइसोट्रॉपिक प्रेसिंग (HIP) मशीनिंग (316LSS) विविध अनुप्रयोगांवर वेग लोड केले जातात.स्कॅटरप्लॉट मोजमापांचे मानक विचलन दर्शविते.ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सचा डेटा 8 वरून घेतला आहे.
जरी क्रोमियम आणि स्टेलाइट सारख्या हार्डफेसिंग्ज अॅडिटीव्हली मशीन केलेल्या मिश्र धातु प्रणालींपेक्षा चांगले पोशाख प्रतिरोध प्रदान करू शकतात, अॅडिटीव्ह मशीनिंग (1) सूक्ष्म संरचना सुधारू शकते, विशेषत: विविध घनता असलेल्या सामग्रीसाठी.शेवटच्या भागावर ऑपरेशन्स;आणि (3) नवीन पृष्ठभाग टोपोलॉजीज तयार करणे जसे की इंटिग्रेटेड फ्लुइड डायनॅमिक बेअरिंग्ज.याव्यतिरिक्त, AM भौमितिक डिझाइन लवचिकता देते.हा अभ्यास विशेषत: नवीन आणि महत्त्वाचा आहे कारण EBM सह या नव्याने विकसित झालेल्या धातूच्या मिश्र धातुंच्या पोशाख वैशिष्ट्यांचे स्पष्टीकरण करणे महत्त्वाचे आहे, ज्यासाठी सध्याचे साहित्य खूप मर्यादित आहे.
जीर्ण पृष्ठभागाचे आकारविज्ञान आणि 3 N वर जीर्ण नमुन्यांचे आकारविज्ञान अंजीर मध्ये दर्शविले आहे.5, जेथे मुख्य पोशाख यंत्रणा घर्षण आणि त्यानंतर ऑक्सिडेशन आहे.प्रथम, स्टील सब्सट्रेट प्लॅस्टिकली विकृत केले जाते आणि नंतर पृष्ठभाग प्रोफाइल (चित्र 5a) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे 1 ते 3 µm खोल खोबणी तयार करण्यासाठी काढले जाते.सतत सरकल्याने निर्माण होणाऱ्या घर्षण उष्णतेमुळे, काढलेली सामग्री ट्रायबोलॉजिकल सिस्टीमच्या इंटरफेसवर राहते, उच्च क्रोमियम आणि व्हॅनेडियम कार्बाइड्स (आकृती 5b आणि तक्ता 2) च्या सभोवतालच्या उच्च लोह ऑक्साईडच्या लहान बेटांचा समावेश असलेला ट्रायबोलॉजिकल स्तर तयार होतो.L-PBF15,17 सह उपचार केलेल्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलसाठी देखील नोंदवले गेले.अंजीर वर.5c पोशाख डागांच्या मध्यभागी तीव्र ऑक्सिडेशन दर्शविते.अशा प्रकारे, घर्षण थर (म्हणजे, ऑक्साईड थर) नष्ट करून घर्षण थर तयार करणे सुलभ होते (Fig. 5f) किंवा सामग्री काढून टाकणे मायक्रोस्ट्रक्चरमधील कमकुवत भागात होते, ज्यामुळे सामग्री काढून टाकण्याच्या प्रक्रियेस गती मिळते.दोन्ही प्रकरणांमध्ये, घर्षण थराचा नाश इंटरफेसवर पोशाख उत्पादनांच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरतो, जे स्थिर स्थिती 3N (चित्र 3) मध्ये CoF वाढण्याच्या प्रवृत्तीचे कारण असू शकते.याव्यतिरिक्त, ऑक्साईड्स आणि वेअर ट्रॅकवर सैल पोशाख कणांमुळे तीन-भाग पोशाख होण्याची चिन्हे आहेत, ज्यामुळे शेवटी सब्सट्रेटवर सूक्ष्म स्क्रॅच तयार होतात (चित्र 5b, e)9,12,47.
ELP ने 3 N वर उपचार केलेल्या उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या वेअर सरफेस मॉर्फोलॉजीचे पृष्ठभाग प्रोफाइल (a) आणि फोटोमायक्रोग्राफ (b–f), BSE मोड (d) मधील वेअर मार्कचा क्रॉस-सेक्शन आणि वेअरची ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपी 3 N (g) अॅल्युमिना गोलावर पृष्ठभाग.
स्टील सब्सट्रेटवर स्लिप बँड तयार होतात, जे पोशाख झाल्यामुळे प्लास्टिकचे विकृती दर्शवतात (चित्र 5e).L-PBF सह उपचार केलेल्या SS47 ऑस्टेनिटिक स्टीलच्या परिधान वर्तणुकीच्या अभ्यासातही असेच परिणाम प्राप्त झाले.व्हॅनेडियम-समृद्ध कार्बाइड्सचे पुनरुत्थान देखील स्लाइडिंग दरम्यान स्टील मॅट्रिक्सचे प्लास्टिक विरूपण दर्शवते (चित्र 5e).पोशाख चिन्हाच्या क्रॉस सेक्शनचे मायक्रोग्राफ मायक्रोक्रॅक्सने वेढलेले लहान गोल खड्डे दर्शवितात (चित्र 5d), जे पृष्ठभागाजवळ जास्त प्रमाणात प्लास्टिकच्या विकृतीमुळे असू शकते.अॅल्युमिनियम ऑक्साईड गोलाकारांमध्ये सामग्रीचे हस्तांतरण मर्यादित होते, तर गोलाकार अखंड राहिले (चित्र 5g).
नमुन्यांची रुंदी आणि खोली वाढत्या लोडसह (10 N वर) वाढली आहे, जसे की पृष्ठभागाच्या स्थलाकृति नकाशामध्ये दर्शविल्याप्रमाणे (चित्र 6a).ओरखडा आणि ऑक्सिडेशन हे अजूनही प्रबळ पोशाख यंत्रणा आहेत आणि परिधान ट्रॅकवर सूक्ष्म स्क्रॅचच्या संख्येत वाढ दर्शविते की तीन भागांचा पोशाख देखील 10 N (चित्र 6b) वर होतो.EDX विश्लेषणाने लोह समृद्ध ऑक्साईड बेटांची निर्मिती दर्शविली.स्पेक्ट्रामधील अल शिखरांनी पुष्टी केली की काउंटरपार्टीकडून नमुन्यामध्ये पदार्थाचे हस्तांतरण 10 N (चित्र 6c आणि तक्ता 3) वर झाले आहे, तर 3 N (टेबल 2) वर आढळले नाही.ऑक्साईड आयलंड्स आणि अॅनालॉग्समधील पोशाख कणांमुळे थ्री-बॉडी वेअर होतो, जेथे तपशीलवार EDX विश्लेषणाने अॅनालॉग्समधून सामग्री वाहून नेल्याचे दिसून आले (पूरक आकृती S3 आणि टेबल S1).ऑक्साईड बेटांचा विकास खोल खड्ड्यांशी संबंधित आहे, जो 3N (Fig. 5) मध्ये देखील दिसून येतो.कार्बाइड्सचे क्रॅकिंग आणि विखंडन प्रामुख्याने 10 N Cr (Fig. 6e, f) समृद्ध कार्बाइड्समध्ये होते.याव्यतिरिक्त, उच्च व्ही कार्बाइड्स फ्लेक होतात आणि आजूबाजूचे मॅट्रिक्स परिधान करतात, ज्यामुळे तीन-भाग पोशाख होतात.उच्च व्ही कार्बाइड (लाल वर्तुळात ठळक केलेले) सारखा आकार आणि आकाराचा खड्डा ट्रॅकच्या क्रॉस विभागात देखील दिसला (चित्र 6d) (कार्बाइडचा आकार आणि आकार विश्लेषण पहा. 3.1), हे दर्शविते की उच्च व्ही. कार्बाईड V 10 N वर मॅट्रिक्समधून बाहेर पडू शकते. उच्च V कार्बाइड्सचा गोलाकार आकार खेचण्याच्या परिणामास हातभार लावतो, तर एकत्रित उच्च Cr कार्बाइड क्रॅक होण्यास प्रवण असतात (चित्र 6e, f).हे अयशस्वी वर्तन सूचित करते की मॅट्रिक्सने प्लास्टिकच्या विकृतीला तोंड देण्याची क्षमता ओलांडली आहे आणि मायक्रोस्ट्रक्चर 10 N वर पुरेशी प्रभाव शक्ती प्रदान करत नाही. पृष्ठभागाखाली उभ्या क्रॅकिंग (Fig. 6d) स्लाइडिंग दरम्यान उद्भवणाऱ्या प्लास्टिकच्या विकृतीची तीव्रता दर्शवते.जसजसा भार वाढतो तसतसे वाळलेल्या ट्रॅकवरून अॅल्युमिना बॉलवर (चित्र 6g) सामग्रीचे हस्तांतरण होते, जे 10 N वर स्थिर स्थितीत असू शकते. CoF मूल्ये कमी होण्याचे मुख्य कारण (चित्र 3).
10 N वर EBA ने उपचार केलेल्या उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या घसरलेल्या पृष्ठभागाच्या टोपोग्राफीचे पृष्ठभाग प्रोफाइल (a) आणि फोटोमायक्रोग्राफ (b–f), BSE मोड (d) मध्ये ट्रॅक क्रॉस-सेक्शन घाला आणि ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप पृष्ठभाग 10 N (g) वर अॅल्युमिना गोलाचे.
सरकत्या पोशाख दरम्यान, पृष्ठभागावर अँटीबॉडी-प्रेरित संकुचित आणि कातरणे ताण पडतो, परिणामी जीर्ण पृष्ठभागाखाली प्लास्टिकचे लक्षणीय विकृतीकरण होते34,48,49.म्हणून, प्लास्टिकच्या विकृतीमुळे पृष्ठभागाच्या खाली वर्क हार्डनिंग होऊ शकते, ज्यामुळे सामग्रीचे पोशाख वर्तन निर्धारित करणार्‍या पोशाख आणि विकृती यंत्रणेवर परिणाम होतो.म्हणून, लोडचे कार्य म्हणून परिधान मार्गाच्या खाली असलेल्या प्लास्टिक विकृती क्षेत्राचा (PDZ) विकास निश्चित करण्यासाठी क्रॉस-सेक्शनल हार्डनेस मॅपिंग (विभाग 2.4 मध्ये तपशीलवार म्हणून) या अभ्यासात केले गेले.मागील विभागांमध्ये नमूद केल्याप्रमाणे, प्लास्टिकच्या विकृतीची स्पष्ट चिन्हे पोशाख ट्रेसच्या खाली (Fig. 5d, 6d) दिसली, विशेषत: 10 N वर.
अंजीर वर.आकृती 7 3 N आणि 10 N वर ELP सह उपचार केलेल्या HCMSS च्या परिधान चिन्हांचे क्रॉस-सेक्शनल कडकपणा आकृती दर्शविते. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की ही कठोरता मूल्ये कामाच्या कठोरतेच्या परिणामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी निर्देशांक म्हणून वापरली गेली होती.परिधान चिन्हाखालील कडकपणातील बदल 3 N (Fig. 7a) वर 667 ते 672 HV पर्यंत आहे, हे दर्शविते की कार्य कठोर करणे नगण्य आहे.बहुधा, मायक्रोहार्डनेस मॅपच्या कमी रिझोल्यूशनमुळे (म्हणजेच गुणांमधील अंतर), लागू कठोरता मापन पद्धती कठोरपणातील बदल शोधू शकली नाही.याउलट, 118 µm ची कमाल खोली आणि 488 µm लांबीसह 677 ते 686 HV पर्यंत कठोरता मूल्ये असलेले PDZ झोन 10 N (Fig. 7b) वर आढळून आले, जे वेअर ट्रॅकच्या रुंदीशी संबंधित आहेत ( अंजीर 6अ)).L-PBF सह उपचार केलेल्या SS47 वरील परिधान अभ्यासामध्ये लोडसह PDZ आकाराच्या भिन्नतेवरील समान डेटा आढळला.परिणाम दर्शविते की राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटच्या उपस्थितीमुळे जोडलेल्या बनावटी स्टील्स 3, 12, 50 च्या लवचिकतेवर परिणाम होतो आणि प्लास्टिकच्या विकृती (फेज ट्रान्सफॉर्मेशनचा प्लास्टिक प्रभाव) दरम्यान राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतरित होते, ज्यामुळे स्टीलचे कार्य कठोर होते.स्टील 51. VCMSS नमुन्यात पूर्वी चर्चा केलेल्या एक्स-रे डिफ्रॅक्शन पॅटर्ननुसार राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट असल्याने (चित्र 2e), असे सुचवण्यात आले की मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये राखून ठेवलेले ऑस्टेनाइट संपर्काच्या वेळी मार्टेन्साइटमध्ये बदलू शकते, ज्यामुळे PDZ ची कठोरता वाढते ( अंजीर 7b).याशिवाय, वेअर ट्रॅकवर (Fig. 5e, 6f) स्लिपची निर्मिती देखील स्लाइडिंग कॉन्टॅक्टवर शिअर स्ट्रेसच्या कृती अंतर्गत डिस्लोकेशन स्लिपमुळे होणारी प्लास्टिकची विकृती दर्शवते.तथापि, 3 N वर प्रेरित कातरणे ताण उच्च विस्थापन घनता किंवा राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साईटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरलेल्या पद्धतीद्वारे निरीक्षण करण्यासाठी अपुरा होता, म्हणून कार्य कठोरता केवळ 10 N (चित्र 7b) वर दिसून आली.
3 N (a) आणि 10 N (b) वर इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंगच्या अधीन असलेल्या उच्च-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या वेअर ट्रॅकचे क्रॉस-सेक्शनल हार्डनेस डायग्राम.
हा अभ्यास ELR सह उपचार केलेल्या नवीन उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलची परिधान वर्तणूक आणि मायक्रोस्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये दर्शवितो.कोरड्या पोशाख चाचण्या विविध भारांखाली सरकताना घेण्यात आल्या आणि वेअर ट्रॅकच्या क्रॉस-सेक्शनचे इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी, लेझर प्रोफिलोमीटर आणि कडकपणाचे नकाशे वापरून परिधान केलेल्या नमुन्यांची तपासणी केली गेली.
मायक्रोस्ट्रक्चरल विश्लेषणाने मार्टेन्साईटच्या मॅट्रिक्समध्ये क्रोमियम (~18.2% कार्बाइड्स) आणि व्हॅनेडियम (~4.3% कार्बाइड्स) च्या उच्च सामग्रीसह कार्बाईड्सचे एकसमान वितरण उघड केले आणि तुलनेने उच्च मायक्रोहार्डनेससह ऑस्टेनाइट राखून ठेवले.प्रबळ पोशाख यंत्रणा कमी भारांवर पोशाख आणि ऑक्सिडेशन आहेत, तर स्ट्रेच्ड हाय-व्ही कार्बाइड्स आणि सैल ग्रेन ऑक्साईड्समुळे तीन-बॉडी पोशाख देखील वाढत्या भारांवर पोशाख होण्यास हातभार लावतात.परिधान दर L-PBF आणि पारंपारिक मशीन्ड ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्सपेक्षा चांगला आहे आणि अगदी कमी भार असलेल्या EBM मशीन केलेल्या टूल स्टील्स सारखा आहे.विरुद्ध शरीरात सामग्रीचे हस्तांतरण झाल्यामुळे वाढत्या भारासह CoF मूल्य कमी होते.क्रॉस-सेक्शनल हार्डनेस मॅपिंग पद्धतीचा वापर करून, प्लॅस्टिक विकृती झोन पोशाख चिन्हाच्या खाली दर्शविला जातो.वर्क हार्डनिंगचे परिणाम चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी इलेक्ट्रॉन बॅकस्कॅटर डिफ्रॅक्शन वापरून मॅट्रिक्समधील संभाव्य धान्य परिष्करण आणि फेज संक्रमणांचा अधिक तपास केला जाऊ शकतो.मायक्रोहार्डनेस मॅपचे कमी रिझोल्यूशन कमी लागू लोडवर वेअर झोन कडकपणाचे व्हिज्युअलायझेशन करण्यास परवानगी देत नाही, त्यामुळे नॅनोइंडेंटेशन समान पद्धती वापरून उच्च रिझोल्यूशन कठोरता बदल प्रदान करू शकते.
हा अभ्यास प्रथमच ELR सह उपचार केलेल्या नवीन उच्च कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलच्या पोशाख प्रतिरोध आणि घर्षण गुणधर्मांचे सर्वसमावेशक विश्लेषण सादर करतो.AM चे भौमितिक डिझाइन स्वातंत्र्य आणि AM सह मशीनिंगचे टप्पे कमी करण्याची शक्यता लक्षात घेऊन, या संशोधनामुळे या नवीन सामग्रीच्या निर्मितीसाठी आणि क्लिष्ट कूलिंग चॅनेलसह शाफ्टपासून प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्ड्सपर्यंत पोशाख-संबंधित उपकरणांमध्ये त्याचा वापर करण्याचा मार्ग मोकळा होऊ शकतो.
भट, बीएन एरोस्पेस मटेरियल्स अँड अॅप्लिकेशन्स, व्हॉल.255 (अमेरिकन सोसायटी ऑफ एरोनॉटिक्स अँड अॅस्ट्रोनॉटिक्स, 2018).
बजाज, पी. आणि इतर.अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये स्टील: त्याच्या मायक्रोस्ट्रक्चर आणि गुणधर्मांचा आढावा.गुरुकुल.विज्ञानप्रकल्प७७२, (२०२०).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. आणि Passeggio, F. स्लाइडिंग दरम्यान EN 3358 स्टेनलेस स्टील एरोस्पेस घटकांच्या परिधान पृष्ठभागाचे नुकसान.भाऊबंदकी.एड.इंटिग्रा स्ट्रट.23, 127–135 (2012).
देबरॉय, टी. वगैरे.धातूच्या घटकांचे अतिरिक्त उत्पादन - प्रक्रिया, रचना आणि कार्यप्रदर्शन.प्रोग्रामिंगगुरुकुल.विज्ञान९२, ११२–२२४ (२०१८).
हर्झोग डी., सेजदा व्ही., विकिस्क ई. आणि एमेलमन एस. मेटल अॅडिटीव्हचे उत्पादन.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM आंतरराष्ट्रीय.अॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग तंत्रज्ञानासाठी मानक शब्दावली.जलद उत्पादन.सहायक प्राध्यापक.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.316L स्टेनलेस स्टीलचे यांत्रिक आणि ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्म - निवडक लेसर मेल्टिंग, हॉट प्रेसिंग आणि पारंपारिक कास्टिंगची तुलना.जोडू.निर्माता.16, 81–89 (2017).
बख्शवान, एम., मायंट, केडब्ल्यू, रेडडिचॉफ, टी., आणि फाम, एमएस मायक्रोस्ट्रक्चर अॅडिटीव्हली फॅब्रिकेटेड 316L स्टेनलेस स्टील ड्राय स्लाइडिंग वेअर मेकॅनिझम आणि अॅनिसोट्रॉपीमध्ये योगदान.गुरुकुल.डिसेंबर196, 109076 (2020).
बोगेलीन टी., ड्रायपॉन्ड्ट एसएन, पांडे ए., डॉसन के. आणि टॅटलॉक जीजे यांत्रिक प्रतिसाद आणि निवडक लेसर वितळण्याद्वारे प्राप्त लोह ऑक्साईड फैलावने कठोर झालेल्या स्टील संरचनांच्या विकृतीची यंत्रणा.मासिक८७, २०१–२१५ (२०१५).
सईदी के., अल्वी एस., लोफे एफ., पेटकोव्ह VI आणि अख्तर, एफ. खोलीत SLM 2507 च्या उष्णतेच्या उपचारानंतर उच्च ऑर्डर यांत्रिक सामर्थ्य आणि भारदस्त तापमान, हार्ड/डक्टाइल सिग्मा पर्जन्यवृष्टीद्वारे मदत.धातू (बेसल).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., आणि Li, S. मायक्रोस्ट्रक्चर, उष्णतेनंतरची प्रतिक्रिया, आणि 3D-मुद्रित 17-4 PH स्टेनलेस स्टीलचे ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्म.परिधान 456–457, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., आणि Zhang, L. डेन्सिफिकेशन वर्तन, मायक्रोस्ट्रक्चर उत्क्रांती, आणि निवडक लेसर मेल्टिंगद्वारे तयार केलेल्या TiC/AISI420 स्टेनलेस स्टील कंपोझिटचे यांत्रिक गुणधर्म.गुरुकुल.डिसेंबर187, 1–13 (2020).
झाओ X. et al.निवडक लेसर मेल्टिंग वापरून AISI 420 स्टेनलेस स्टीलचे फॅब्रिकेशन आणि वैशिष्ट्यीकरण.गुरुकुल.निर्माता.प्रक्रिया30, 1283–1289 (2015).
Sun Y., Moroz A. आणि Alrbey K. स्लाइडिंग वेअर वैशिष्ट्ये आणि 316L स्टेनलेस स्टीलच्या निवडक लेसर वितळण्याची गंज वर्तणूक.जे. अल्मा मेटर.प्रकल्पअंमलात आणणे२३, ५१८–५२६ (२०१३).
शिबता, के. वगैरे.तेल स्नेहन [जे] अंतर्गत पावडर-बेड स्टेनलेस स्टीलचे घर्षण आणि परिधान.ट्रायबिओल.अंतर्गत 104, 183–190 (2016).
पोस्ट वेळ: जून-०९-२०२३