بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری ساختار تدریجی فولاد زنگ نزن ۱۷-۴PH و Stellite۶ ساخته شده با فرایند رسوب نشانی مستقیم لیزری

در این پژوهش، به منظور دستیابی به ساختار تدریجی بین فولاد زنگ نزن p۱۷-۴PHو آلیاژ Stellite۶، از فرایند رسوب نشانی مستقیم لیزری استفاده شد. نمونه ها به گونه ای طراحی و ساخته شدند که ترکیب شیمیایی در هر مرحله به صورت تدریجی و گام به گام از %۱۰۰ p۱۷-۴PHبه %۱۰۰ Stellite۶ تغییر یابد. این تغییر به صورت کاهش ۲۵ درصدی سهم p۱۷-۴PHو افزایش ۲۵ درصدی سهم Stellite۶ در هر مرحله صورت گرفت. بررسی ریزساختار و توضیع عناصر با میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری انجام شد. به منظور محاسبه خواص مکانیکی با آزمون میکروسختی HV و آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ساختار مارتنزیتی سوزنی در بستر، با انتقال به ترکیب %۲۵ به دندریت های سلولی تبدیل و با افزایش درصدStellite ۶  و افزایش Cr و W موجب گسترش مرز دانه ها و تجمع کاربید میان دندریت ها شد. در ترکیب %۵۰ ظهور دندریت های ستونی جهت دار مشاهده شد. در مقادیر بالاتر Stellite ۶، ساختار دندریتی ریزتر شده و به ساختارهای هم محور تبدیل شد. روند تغییر ریزسختی از فلزپایه، از ۳۰۰ ویکرز برای p۱۷-۴PHدر امتداد ساخت به سمت لایه های بالاتر نمونه ها افزایش و تا ۴۹۰ ویکرز برای Stellit۶ خالص مشاهده شد. آزمون کشش نشان داد که σᵧ و σᵤ در تمامی ترکیبات در بازه ۱۱۰۲–۱۱۵۹ مگاپاسکال با کاهش اندک و پیوسته حفظ شده و نبود فازهای ترد یا عیوب ساختاری موفقیت فرایند رسوب نشانی مستقیم لیزری را تایید می کند. درصد ازدیاد طول نیز از %۷ در استلایت ۶ تا %۱۹ در p۱۷-۴PHبا افزایش میزان p۱۷-۴PHافزایشی بوده و ترکیب ۵۰–۵۰ با ۱۴.۵ درصد ازدیاد طول بهترین تعادل بین استحکام و انعطاف پذیری را ارائه داده است.

کلیدواژه ها:

Direct laser deposition ، Additive manufacturing ، Functionally graded material ، Mechanical properties ، Microstructure. ، رسوب نشانی مستقیم لیزری ، ساخت افزایشی ، ساختار تدریجی ، خواص مکانیکی ، ریزساختار.