Merci fir besicht Nature.com.Dir benotzt eng Browser Versioun mat limitéierter CSS Ënnerstëtzung.Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).Zousätzlech, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir de Site ouni Stiler a JavaScript.
Sliders déi dräi Artikelen pro Rutsch weisen.Benotzt d'Réck- an d'nächst Knäppercher fir duerch d'Rutschen ze réckelen, oder d'Slide Controller Knäppercher um Enn fir duerch all Rutsch ze réckelen.

ASTM A240 304 316 Edelstol mëttel décke Plack ka geschnidden a personaliséiert China Factory Präis

Material Qualitéit: 201/304/304l/316/316l/321/309s/310s/410/420/430/904l/2205/2507
Typ: Ferritesch, Austenit, Martensit, Duplex
Technologie: Kale gewalzt a waarm gewalzt
Zertifizéierungen: ISO9001, CE, SGS all Joer
Service: Drëtt Partei Testen
Liwwerung: bannent 10-15 Deeg oder d'Quantitéit berücksichtegt

Edelstol ass eng Eisenlegierung déi e Minimum Chromgehalt vun 10,5 Prozent huet.De Chromgehalt produzéiert en dënnen Chromoxidfilm op der Stahloberfläche genannt Passivatiounsschicht.Dës Schicht verhënnert datt d'Korrosioun op der Stoloberfläche geschitt;wat d'Quantitéit u Chrom am Stol méi grouss ass, wat d'Korrosiounsbeständegkeet méi grouss ass.

De Stol enthält och variéiert Quantitéiten vun aneren Elementer wéi Kuelestoff, Silizium a Mangan.Aner Elementer kënnen derbäigesat ginn fir d'Korrosiounsbeständegkeet (Nickel) a Formbarkeet (Molybdän) ze erhéijen.

Verhalen vun héich Kuelestoff martensitic STAINLESS Stol (HCMSS) besteet aus ongeféier 22,5 Vol.% Karbiden mat engem héijen Inhalt vu Chrom (Cr) a Vanadium (V), gouf duerch Elektronenstrahl Schmelzen (EBM) fixéiert.D'Mikrostruktur besteet aus Martensit- a Reschtaustenitphasen, submikron héich V a Mikron héich Cr-Karbiden si gläichméisseg verdeelt, an d'Härheet ass relativ héich.CoF fällt ëm ongeféier 14,1% mat enger Erhéijung vun der konstanter Belaaschtung wéinst der Transfer vum Material vun der verschleefter Streck an de Géigendeel Kierper.Am Verglach mat martensiteschen Toolstahlen, déi op déiselwecht Manéier behandelt ginn, ass de Verschleiungsquote vun HCMSS bal d'selwecht bei niddereg ugewandte Lasten.Den dominante Verschleimechanismus ass d'Entfernung vun der Stahlmatrix duerch Ofdreiwung gefollegt vun der Oxidatioun vun der Verschleißbunn, während Dräi-Komponente-Schleifverschleiung geschitt mat enger Erhéijung vun der Belaaschtung.Beräicher vu plastescher Verformung ënner dem Verschleis Narben identifizéiert duerch Querschnittshärtekartéierung.Spezifesch Phänomener, déi optrieden wéi d'Verschleisbedingungen eropgoen, ginn als Karbid-Rëss beschriwwen, héich Vanadiumkarbid-Tréinen, a Stierwen.Dës Fuerschung werft Liicht op d'Verschleiseigenschaften vun der HCMSS Additiv Fabrikatioun, déi de Wee fir d'Produktioun vun EBM Komponenten fir Verschleiungsapplikatioune vu Schaften bis Plastiksprëtzformen banee konnt.
STAINLESS Stol (SS) ass eng villsäiteger Famill vun Stol wäit an Raumfaarttechnik benotzt, Automobile, Liewensmëttel a vill aner Uwendungen wéinst hirer héich corrosion Resistenz an gëeegent mechanesch Eegeschaften1,2,3.Hir héich Korrosiounsbeständegkeet ass wéinst dem héijen Inhalt vu Chrom (méi wéi 11,5 gew.%) am HC, wat zu der Bildung vun engem Oxidfilm mat engem héije Chromgehalt op der Uewerfläch bäidréit1.Wéi och ëmmer, déi meescht Edelstahlqualitéiten hunn e gerénge Kuelestoffgehalt an hunn dofir limitéiert Härtheet a Verschleißbeständegkeet, wat zu enger reduzéierter Liewensdauer a Verschleisbezunnen Apparater wéi Raumfaartlandungskomponenten resultéiert4.Normalerweis hunn se eng geréng Hardness (am Beräich vun 180 bis 450 HV), nëmmen e puer Hëtztbehandelt martensitesch Edelstol hunn eng héich Härke (bis zu 700 HV) an héije Kuelestoffgehalt (bis zu 1,2 wt%), wat zu der bäidroe kann. Bildung vu Martensit.1. Kuerz gesot, en héije Kuelestoffgehalt senkt d'martensitesch Transformatiounstemperatur, wat d'Bildung vun enger voller martensitescher Mikrostruktur an d'Acquisitioun vun enger verschleißbeständeger Mikrostruktur bei héijen Ofkillungsraten erlaabt.Hard Phasen (zB Karbiden) kënnen an d'Stolmatrix bäigefüügt ginn fir d'Verschleißbeständegkeet vum Stierwen weider ze verbesseren.
D'Aféierung vun der additiv Fabrikatioun (AM) kann nei Materialien mat der gewënschter Zesummesetzung, mikrostrukturelle Featuren a superieure mechanesche Properties5,6 produzéieren.Zum Beispill, Pulverbett Schmelzen (PBF), ee vun de meescht kommerzialiséierten additiv Schweißprozesser, involvéiert d'Oflagerung vu virlegéierte Pulver fir enk geformt Deeler ze bilden andeems d'Pudder mat Hëllef vu Wärmequellen wéi Laser oder Elektronenstrahlen geschmëlzt ginn.Verschidde Studien hu gewisen datt additiv machinéiert Edelstahldeeler traditionell gemaachte Deeler besser kënne maachen.Zum Beispill, austenitesch Edelstol, déi der additiv Veraarbechtung ënnerworf goufen, hu gewisen datt se superieure mechanesch Eegeschaften hunn wéinst hirer méi feiner Mikrostruktur (dh Hall-Petch Bezéiungen) 3,8,9.Wärmebehandlung vun AM-behandelt ferritic STAINLESS Stol produzéiert zousätzlech Nidderschlag, déi mechanesch Eegeschafte ähnlech zu hire konventionelle Géigeparteien3,10.Adoptéiert Dual-Phase Edelstahl mat héijer Kraaft an Hardness, veraarbecht duerch additiv Veraarbechtung, wou verbessert mechanesch Eegeschafte wéinst chromreichen intermetallesche Phasen an der Mikrostruktur11 sinn.Zousätzlech, verbessert mechanesch Eegeschafte vun additiv gehärt martensitic an PH STAINLESS Stol kann duerch Kontroll behalen Austenite an der Mikrostruktur an optimiséieren machining an Hëtzt Behandlung Parameteren 3,12,13,14 kritt ginn.
Bis haut hunn d'tribologesch Eegeschafte vun AM austeniteschen Edelstahl méi Opmierksamkeet kritt wéi aner Edelstahl.D'tribologesch Verhalen vum Laser Schmelzen an enger Schicht vu Pulver (L-PBF) behandelt mat 316L gouf als Funktioun vun den AM Veraarbechtungsparameter studéiert.Et gouf gewisen datt d'Minimaliséierung vun der Porositéit duerch d'Reduktioun vun der Scangeschwindegkeet oder d'Erhéijung vun der Laserkraaft d'Verschleisresistenz15,16 verbesseren.Li et al.17 getest dréchen Rutschverschleiung ënner verschiddene Parameteren (Laascht, Frequenz an Temperatur) a weisen datt Raumtemperaturverschleiung den Haaptverschleimechanismus ass, während d'Erhéijung vun der Rutschgeschwindegkeet an d'Temperatur d'Oxidatioun fördert.Déi resultéierend Oxidschicht garantéiert d'Operatioun vum Lager, d'Reibung fällt mat der Erhéijung vun der Temperatur erof, an d'Verschleiungsrate klëmmt bei méi héijen Temperaturen.An anere Studien huet d'Zousatz vun TiC18, TiB219, a SiC20 Partikelen zu enger L-PBF behandelt 316L Matrix d'Verschleißbeständegkeet verbessert andeems eng dichte aarbecht gehärte Reibungsschicht mat enger Erhéijung vun der Volumefraktioun vun haarde Partikelen geformt gëtt.Eng Schutzoxidschicht ass och an L-PBF12 behandelt PH Stol an SS11 Duplex Stahl observéiert ginn, wat beweist datt d'Limitatioun vun erhale Austenit duerch Post-Hëtztbehandlung12 d'Verschleisbeständegkeet verbesseren kann.Wéi hei zesummegefaasst, ass d'Literatur haaptsächlech op d'tribologesch Leeschtung vun der 316L SS Serie konzentréiert, während et wéineg Daten iwwer d'tribologesch Leeschtung vun enger Serie vu martensitesch additiv fabrizéiert Edelstahl mat engem vill méi héije Kuelestoffgehalt.
Electron Beam Melting (EBM) ass eng Technik ähnlech wéi L-PBF, déi fäeg ass Mikrostrukture mat refractaire Karbiden ze bilden wéi héich Vanadium a Chromkarbiden wéinst senger Fäegkeet fir méi héich Temperaturen a Scanraten z'erreechen 21, 22. Bestehend Literatur iwwer EBM Veraarbechtung vun Edelstahl. Stahl konzentréiert sech haaptsächlech op d'Bestëmmung vun den optimalen ELM-Veraarbechtungsparameter fir eng Mikrostruktur ouni Rëss a Poren ze kréien an d'mechanesch Properties23, 24, 25, 26 ze verbesseren, während d'Aarbecht un den tribologeschen Eegeschafte vum EBM behandelt Edelstol.Bis elo ass de Verschleiungsmechanismus vun héich-Kuelestoff martensiteschen Edelstahl behandelt mat ELR ënner limitéierten Bedéngungen studéiert ginn, a schwéier plastesch Verformung gouf gemellt ënner abrasivem (Sandpapiertest), dréchen a Schlammerosiounsbedéngungen27.
Dës Etude ënnersicht d'Verschleißbeständegkeet an d'Reibungseigenschaften vum héije Kuelestoff martensiteschen Edelstol behandelt mat ELR ënner dréchene Rutschbedéngungen, déi hei ënnen beschriwwe ginn.Als éischt goufen d'mikrostrukturell Fonctiounen charakteriséiert mat Scannenelektronenmikroskopie (SEM), Energie dispersiv Röntgenspektroskopie (EDX), Röntgendiffraktioun a Bildanalyse.D'Daten, déi mat dëse Methode kritt goufen, ginn dann als Basis fir Observatioune vum tribologesche Verhalen duerch dréchent Widderhuelungstester ënner verschiddene Lasten benotzt, a schliisslech gëtt d'verschratt Uewerflächemorphologie mat SEM-EDX a Laserprofilometer iwwerpréift.D'Verschleiungsquote gouf quantifizéiert a verglach mat ähnlech behandelte martensiteschen Toolstools.Dëst gouf gemaach fir eng Basis ze kreéieren fir dësen SS-System mat méi allgemeng benotzte Verschleiungssystemer mat der selwechter Aart vu Behandlung ze vergläichen.Schlussendlech gëtt eng Querschnittskaart vum Verschleißwee mat Hëllef vun engem Hardness Mapping Algorithmus gewisen, deen d'plastesch Verformung weist, déi beim Kontakt optrieden.Et sollt bemierkt datt d'tribologesch Tester fir dës Studie gemaach goufen fir d'tribologesch Eegeschafte vun dësem neie Material besser ze verstoen an net eng spezifesch Applikatioun ze simuléieren.Dës Etude dréit zu engem bessere Versteesdemech vun der tribological Eegeschafte vun engem neien additiv produzéiert martensitic STAINLESS Stol fir zouzedrécken Uwendungen déi Operatioun an haarden Ëmfeld verlaangen.
Echantillon vun héich Kuelestoff martensitic STAINLESS Stol (HCMSS) mat ELR ënner dem Markennumm Vibenite® 350 behandelt goufen entwéckelt a geliwwert VBN Components AB, Schweden.Déi nominell chemesch Zesummesetzung vun der Probe: 1,9 C, 20,0 Cr, 1,0 Mo, 4,0 V, 73,1 Fe (wt.%).Als éischt goufen dréchen Rutschproben (40 mm × 20 mm × 5 mm) aus de kritt rechteckege Proben (42 mm × 22 mm × 7 mm) gemaach ouni post-thermesch Behandlung mat elektrescher Entladungsmachining (EDM).Duerno goufen d'Proben successiv mat SiC Sandpapier mat enger Korngréisst vun 240 bis 2400 R gemoolt fir eng Uewerflächenrauheet (Ra) vun ongeféier 0,15 μm ze kréien.Zousätzlech, Exemplare vun EBM-behandelt héich-Kuelestoff martensitic Outil Stol (HCMTS) mat enger nominaler chemescher Zesummesetzung vun 1,5 C, 4,0 Cr, 2,5 Mo, 2,5 W, 4,0 V, 85,5 Fe (wt. .%) (kommerziell bekannt als Vibenite® 150) Och op déiselwecht Manéier virbereet.HCMTS enthält 8% Karbiden am Volume a gëtt nëmme benotzt fir HCMSS Verschleißdaten ze vergläichen.
Mikrostrukturell Charakteriséierung vun HCMSS gouf mat engem SEM (FEI Quanta 250, USA) mat engem Energie dispersiv Röntgen (EDX) XMax80 Detektor vun Oxford Instruments ausgestatt.Dräi zoufälleg photomicrographs enthalen 3500 µm2 goufen am backscattered Elektronen (BSE) Modus geholl an dann analyséiert mat Bild Analyse (ImageJ®) 28 Beräich Fraktioun (dh Volume Fraktioun), Gréisst a Form ze bestëmmen.Wéinst der observéierter charakteristescher Morphologie gouf d'Gebittfraktioun gläich wéi d'Volumenfraktioun geholl.Zousätzlech gëtt de Formfaktor vu Karbiden mat der Formfaktorgleichung (Shfa) berechent:
Hei ass Ai d'Gebitt vum Karbid (µm2) a Pi ass de Perimeter vum Carbid (µm)29.Fir d'Phasen z'identifizéieren, gouf Pulver Röntgen Diffraktioun (XRD) mat engem Röntgen Diffractometer (Bruker D8 Discover mat engem LynxEye 1D Sträifdetektor) mat Co-Kα Stralung (λ = 1.79026 Å) gemaach.Scannt d'Probe iwwer d'2θ Gamme vu 35 ° bis 130 ° mat enger Schrëttgréisst vun 0,02 ° an enger Schrëttzäit vun 2 Sekonnen.D'XRD-Daten goufen analyséiert mat der Diffract.EVA Software, déi d'kristallographesch Datebank am Joer 2021 aktualiséiert huet. Zousätzlech gouf e Vickers Hardness Tester (Struers Durascan 80, Éisträich) benotzt fir d'Mikrohardheet ze bestëmmen.Geméiss dem ASTM E384-17 30 Standard goufen 30 Drécker op metallographesch virbereet Proben an 0,35 mm Inkremente fir 10 s bei 5 kgf gemaach.D'Auteuren hu virdru d'mikrostrukturell Feature vum HCMTS31 charakteriséiert.
E Kugelplack Tribometer (Bruker Universal Mechanical Tester Tribolab, USA) gouf benotzt fir dréchen Réckzuchsverschleistester auszeféieren, d'Konfiguratioun vun deenen soss anzwuesch detailléiert ass31.D'Testparameter sinn wéi follegt: no Standard 32 ASTM G133-05, Belaaschtung 3 N, Frequenz 1 Hz, Schlag 3 mm, Dauer 1 Stonn.Aluminiumoxidkugelen (Al2O3, Genauegkeetsklass 28/ISO 3290) mat engem Duerchmiesser vun 10 mm mat enger Makrohardheet vu ronn 1500 HV an enger Uewerflächrauheet (Ra) vun ongeféier 0,05 µm, geliwwert vu Redhill Precision, Tschechesch Republik, goufen als Géigegewiicht benotzt. .Balancéieren gouf gewielt fir d'Effekter vun der Oxidatioun ze vermeiden, déi duerch d'Balancen optrieden kënnen an d'Verschleismechanismus vu Proben ënner schwéiere Verschleisbedingungen besser ze verstoen.Et sollt bemierkt datt d'Testparameter d'selwecht sinn wéi am Ref.8 fir Verschleißdaten mat existente Studien ze vergläichen.Zousätzlech gouf eng Serie vu géigesäitege Tester mat enger Belaaschtung vun 10 N duerchgefouert fir d'tribologesch Leeschtung bei méi héije Lasten z'iwwerpréiwen, während aner Testparameter konstant bliwwen.Ufankskontaktdruck no Hertz sinn 7,7 MPa an 11,5 MPa bei 3 N respektiv 10 N.Wärend dem Verschleißtest gouf d'Reibungskraaft bei enger Frequenz vu 45 Hz opgeholl an den duerchschnëttleche Reibungskoeffizient (CoF) berechent.Fir all Laascht goufen dräi Miessunge ënner Ëmfeldbedéngungen gemaach.
D'Verschleißtrajectoire gouf iwwerpréift mat der SEM hei uewen beschriwwen, an d'EMF Analyse gouf mat Aztec Acquisition Verschleißflächanalyse Software gemaach.Déi verschleeft Uewerfläch vum gepaartem Kubus gouf mat engem opteschen Mikroskop (Keyence VHX-5000, Japan) iwwerpréift.En net-Kontakt Laser Profiler (NanoFocus µScan, Däitschland) gescannt d'Verschleismark mat enger vertikaler Opléisung vun ± 0,1 µm laanscht d'Z Achs a 5 µm laanscht d'x an y Achs.D'Verschleiß-Narben-Uewerflächeprofilkaart gouf am Matlab® erstallt andeems x, y, z Koordinaten aus de Profilmiessunge kritt goufen.Verschidde vertikale Verschleißprofiler, déi aus der Uewerflächeprofilkaart extrahéiert sinn, gi benotzt fir de Verschleisvolumenverloscht op de Verschleißwee ze berechnen.De Volumeverloscht gouf berechent als Produkt vum mëttleren Querschnittsgebitt vum Drotprofil an der Längt vun der Verschleißspur, an zousätzlech Detailer vun dëser Method goufen virdru vun den Autoren33 beschriwwen.Vun hei aus gëtt de spezifesche Verschleiungsquote (k) aus der folgender Formel kritt:
Hei ass V de Volumeverloscht wéinst Verschleiung (mm3), W ass déi ugewandt Belaaschtung (N), L ass d'Rutschdistanz (mm), a k ass de spezifesche Verschleiungsquote (mm3 / Nm) 34.Reiwungsdaten an Uewerflächeprofilkaarten fir HCMTS sinn an Zousazmaterial abegraff (Ergänzungsfigur S1 an Figur S2) fir HCMSS Verschleiungsraten ze vergläichen.
An dëser Etude gouf eng Querschnittshärtekaart vum Verschleißwee benotzt fir de plastesche Verformungsverhalen (dh d'Aarbechtshärtung wéinst Kontaktdrock) vun der Verschleiszone ze demonstréieren.Déi poléiert Proben goufen mat engem Aluminiumoxid-Schneidrad op enger Schneidmaschinn (Struers Accutom-5, Éisträich) geschnidden a mat SiC Sandpapier-Gradë vu 240 bis 4000 P laanscht d'Dicke vun de Proben poléiert.Microhardness Miessung op 0,5 kgf 10 s an 0,1 mm Distanz am Aklang mat ASTM E348-17.D'Drécke goufen op engem 1,26 × 0,3 mm2 rechteckege Gitter ongeféier 60 µm ënner der Uewerfläch gesat (Figur 1) an duerno gouf eng Härtekaart mat engem personaliséierte Matlab® Code gemaach, dee soss anzwousch beschriwwe gëtt35.Zousätzlech gouf d'Mikrostruktur vum Querschnitt vun der Verschleißzone mat SEM iwwerpréift.
Schematesch vun der Verschleißmark, déi de Standort vum Querschnitt (a) weist an eng optesch Mikrograph vun der Hardnesskaart, déi d'Mark weist, déi am Querschnitt (b) identifizéiert gëtt.
D'Mikrostruktur vun HCMSS behandelt mat ELP besteet aus engem homogene Karbidnetz ëmgi vun enger Matrix (Fig. 2a, b).EDX Analyse huet gewisen, datt déi gro an donkel Carbides Chrom an Vanadium räich Carbides waren, respektiv (Table 1).Berechent aus Bildanalyse gëtt de Volumefraktioun vu Karbiden op ~22,5% geschat (~18,2% héich Chromkarbiden a ~4,3% héich Vanadiumkarbiden).D'Duerchschnëttskorngréissten mat Standardabweichungen sinn 0,64 ± 0,2 μm an 1,84 ± 0,4 μm fir V a Cr räich Karbiden, respektiv (Fig. 2c, d).Héich V Karbiden tendéieren méi ronn mat engem Formfaktor (± SD) vu ronn 0,88±0,03 well Formfaktorwäerter no bei 1 mat ronn Karbiden entspriechen.Am Géigesaz, sinn héich Chromkarbiden net perfekt ronn, mat engem Formfaktor vu ronn 0,56 ± 0,01, wat duerch Agglomeratioun ka sinn.Martensite (α, bcc) an erhalen Austenite (γ', fcc) Diffraktiounsspëtzten goufen op der HCMSS Röntgenmuster festgestallt wéi zu Lalumi 2e.Zousätzlech weist d'Röntgenmuster d'Präsenz vu sekundäre Karbiden.Héich Chromkarbiden goufen als M3C2 an M23C6 Typ Karbiden identifizéiert.No der Literatur Donnéeën, 36,37,38 diffraction Biergspëtzten vun VC carbides sech um ≈43 ° an 63 ° opgeholl, suggeréiert datt d'VC Biergspëtzten vun der M23C6 Biergspëtzten vun Chrom-räich carbides maskéiert goufen (Lalumi 2e).
Mikrostruktur vun héich-Kuelestoff martensitic STAINLESS Stol mat EBL behandelt (a) bei gerénger Vergréisserung an (b) bei héijer Vergréisserung, weist Chrom an Vanadium räich Carbides an engem STAINLESS Stol Matrixentgasung (Electron backscattering Modus).Bar Grafike weisen d'Korngréisst Verdeelung vun chrom-räich (c) an Vanadium-räich (d) Carbides.D'Röntgenmuster weist d'Präsenz vu Martensit, zréckgehalen Austenit a Karbiden an der Mikrostruktur (d).
D'Duerchschnëtts Mikrohärkeet ass 625,7 + 7,5 HV5, wat eng relativ héich Härheet weist am Verglach zum konventionell veraarbechte martensitesche Edelstol (450 HV)1 ouni Wärmebehandlung.D'Nanoindentatiounshärkeet vun héije V-Karbiden an héije Cr-Karbiden gëtt gemellt tëscht 12 an 32,5 GPa39 respektiv 13-22 GPa40 ze sinn.Also ass déi héich Hardness vun HCMSS behandelt mat ELP wéinst dem héije Kuelestoffgehalt, wat d'Bildung vun engem Carbidnetz fördert.Also, HSMSS behandelt mat ELP weist gutt mikrostrukturell Charakteristiken an Hardness ouni zousätzlech post-thermesch Behandlung.
Kéiren vum duerchschnëttleche Reibungskoeffizient (CoF) fir Proben bei 3 N an 10 N ginn an der Figur 3 presentéiert, d'Gamme vu minimalen a maximalen Reibungswäerter ass mat transluzenter Schiet markéiert.All Curve weist eng Run-in Phase an eng steady state Phase.D'Entréephase endet op 1,2 m mat engem CoF (±SD) vun 0,41 ± 0,24,3 N an op 3,7 m mat engem CoF vun 0,71 ± 0,16,10 N, ier se an de Phase-Stady-State geet, wann d'Reibung ophält.ännert sech net séier.Wéinst dem klenge Kontaktgebitt an der rauer initialer plastescher Verformung ass d'Reibungskraaft während der Aféierungsstufe bei 3 N an 10 N séier eropgaang, woubäi eng méi héich Reiwungskraaft an eng méi laang Rutschdistanz bei 10 N opgetruede sinn, wat vläicht wéinst zu der Tatsaach, datt am Verglach mat 3 N, Uewerfläch Schued ass méi héich.Fir 3 N an 10 N sinn d'CoF Wäerter an der stationärer Phase 0,78 ± 0,05 respektiv 0,67 ± 0,01.CoF ass praktesch stabil bei 10 N a klëmmt graduell bei 3 N. An der limitéierter Literatur ass de CoF vu L-PBF behandelt Edelstol am Verglach mat keramesche Reaktiounskierper bei nidderegen ugewandte Lasten tëscht 0,5 an 0,728, 20, 42, wat an gutt Accord mat gemoossene CoF Wäerter an dëser Etude.D'Ofsenkung vun der CoF mat enger Erhéijung vun der Belaaschtung am steady-state (ongeféier 14,1%) kann un der Uewerflächegradatioun zougeschriwwe ginn, déi op der Interface tëscht der verschleefter Uewerfläch an dem Géigepartei geschitt ass, wat an der nächster Sektioun duerch d'Analyse vun der Uewerfläch vun der Uewerfläch weider diskutéiert gëtt. gedroe Echantillon.
Reibungskoeffizienten vun VSMSS Exemplare behandelt mat ELP op Rutschweeër bei 3 N an 10 N, eng stationär Phase gëtt fir all Kéier markéiert.
Déi spezifesch Verschleißraten vun HKMS (625,7 HV) ginn op 6,56 ± 0,33 × 10-6 mm3 / Nm an 9,66 ± 0,37 × 10-6 mm3 / Nm bei 3 N an 10 Nm geschätzt (Fig. 4).Also erhéicht d'Verschleißrate mat enger Erhéijung vun der Belaaschtung, wat am gudden Accord ass mat existéierende Studien iwwer Austenit behandelt mat L-PBF a PH SS17,43.Ënnert déiselwecht tribologesch Bedéngungen ass d'Verschleiungsquote bei 3 N ongeféier ee Fënneftel vun deem fir austenitescht Edelstol mat L-PBF behandelt (k = 3,50 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 229 HV), wéi am virege Fall. .8. Ausserdeem war d'Verschleißrate vun HCMSS bei 3 N wesentlech méi niddereg wéi konventionell austenitesch Edelstahl a virun allem méi héich wéi héich isotrop gepresst (k = 4,20 ± 0,3 × 10-5 mm3)./Nm, 176 HV) a Goss (k = 4,70 ± 0,3 × 10-5 mm3 / Nm, 156 HV) austenitesche Edelstol, 8, bzw.Am Verglach mat dëse Studien an der Literatur gëtt d'verbesserte Verschleißbeständegkeet vun HCMSS dem héije Kuelestoffgehalt an dem geformte Karbidnetz zougeschriwwen, wat zu enger méi héijer Hardness resultéiert wéi additiv machinéiert austenitescht Edelstahl, déi konventionell machinéiert ass.Fir d'Verschleißrate vun HCMSS Exemplare weider ze studéieren, gouf en ähnlech bearbechte High-Carbon Martensitic Tool Stahl (HCMTS) Exemplar (mat enger Hardness vun 790 HV) ënner ähnleche Konditiounen (3 N an 10 N) getest fir de Verglach;Ergänzungsmaterial ass d'HCMTS Surface Profile Map (Supplementary Figur S2).D'Verschleißrate vun HCMSS (k = 6,56 ± 0,34 × 10-6 mm3/Nm) ass bal d'selwecht wéi déi vun HCMTS bei 3 N (k = 6,65 ± 0,68 × 10-6 mm3/Nm), wat eng exzellent Verschleißbeständegkeet weist. .Dës Charakteristiken sinn haaptsächlech un d'mikrostrukturell Charakteristiken vun HCMSS zougeschriwwen (dh héich Carbide Inhalt, Gréisst, Form an Verdeelung vun Carbide Partikelen an der Matrixentgasung, wéi am Abschnitt 3.1 beschriwwen).Wéi virdru gemellt31,44, beaflosst de Karbidgehalt d'Breet an d'Tiefe vum Verschleis Narben an de Mechanismus vum Mikro-abrasive Verschleiung.Wéi och ëmmer, de Karbidgehalt ass net genuch fir de Stierf bei 10 N ze schützen, wat zu enger verstäerkter Verschleiung resultéiert.An der folgender Sektioun gëtt Verschleißflächemorphologie an Topographie benotzt fir déi ënnerierdesch Verschleiung an Deformatiounsmechanismen z'erklären, déi d'Verschleiungsquote vun HCMSS beaflossen.Bei 10 N ass d'Verschleißrate vu VCMSS (k = 9,66 ± 0,37 × 10-6 mm3/Nm) méi héich wéi dee vu VKMTS (k = 5,45 ± 0,69 × 10-6 mm3/Nm).Am Géigendeel, dës Verschleißraten sinn nach ëmmer zimlech héich: ënner ähnlechen Testbedéngungen ass de Verschleiungsquote vu Beschichtungen op Basis vu Chrom a Stellite manner wéi dee vun HCMSS45,46.Schlussendlech, wéinst der héijer Hardness vun der Aluminiumoxid (1500 HV), war d'Materialverschleiungsquote vernoléissegt an Unzeeche vum Materialtransfer vum Exemplar op d'Aluminiumbäll goufen fonnt.
Spezifesch Verschleiung bei der ELR-Bearbechtung vun héije Kuelestoff-martensiteschen Edelstahl (HMCSS), ELR-Bearbechtung vun High-Carbon-Martensitesch Toolstahl (HCMTS) a L-PBF, Guss an High-isotropic Pressing (HIP) Bearbechtung vun austeniteschen Edelstol (316LSS) bei verschiddenen Uwendungen Geschwindegkeet gelueden.D'Scatterplot weist d'Standardabweichung vun de Miessunge.Date fir austenitescht Edelstahl gi vum 8.
Wärend Hardfacings wéi Chrom a Stellite besser Verschleißbeständegkeet kënne bidden wéi additiv machinéiert Legierungssystemer, kann additiv Maschinn (1) d'Mikrostruktur verbesseren, besonnesch fir Materialien mat enger grousser Varietéit vun Dicht.Operatiounen um Enn Deel;an (3) Schafung vun neien Uewerflächentopologien wéi integréiert flësseg dynamesch Lager.Zousätzlech bitt AM geometresch Designflexibilitéit.Dës Etude ass besonnesch nei a wichteg well et kritesch ass d'Verschleiseigenschaften vun dësen nei entwéckelte Metalllegierungen mat EBM z'erklären, fir déi déi aktuell Literatur ganz limitéiert ass.
D'Morphologie vun der verschleefter Uewerfläch an d'Morphologie vun de verschwonne Proben bei 3 N ginn an der Fig.5, wou den Haaptverschleimechanismus d'Abrasioun ass, gefollegt vun der Oxidatioun.Als éischt gëtt de Stahlsubstrat plastesch deforméiert an duerno ofgeschaaft fir Nuten 1 bis 3 µm déif ze bilden, wéi am Uewerflächeprofil (Fig. 5a) gewisen.Wéinst der Reiwung Hëtzt generéiert duerch kontinuéierlech rutschen, bleift d'entholl Material op der Interface vun der tribological System, eng tribological Layer Formatioun vun kleng Inselen vun héich Eisen Oxid ronderëm héich Chrom an Vanadium Carbides (Dorënner 5b an Table 2).), wéi och fir austenitescht Edelstol mat L-PBF15,17 behandelt gouf.Op Fig.5c weist eng intensiv Oxidatioun déi am Zentrum vun der Verschleiung Narben geschitt.Sou gëtt d'Bildung vun der Reibungsschicht erliichtert duerch d'Zerstéierung vun der Reibungsschicht (dh d'Oxidschicht) (Fig. 5f) oder d'Entfernung vu Material geschitt a schwaache Gebidder an der Mikrostruktur, an doduerch d'Entfernung vum Material beschleunegt.A béide Fäll féiert d'Zerstéierung vun der Reibungsschicht zu der Bildung vu Verschleiungsprodukter op der Interface, wat de Grond fir d'Tendenz fir eng Erhéijung vun der CoF am Steady State 3N (Fig. 3) kann sinn.Zousätzlech ginn et Unzeeche vun dräi-Deel Verschleiung verursaacht duerch Oxiden a lockere Verschleispartikelen op der Verschleißbunn, déi schlussendlech zu der Bildung vu Mikrokratzer op de Substrat féiert (Fig. 5b, e) 9,12,47.
Surface Profil (a) a Photomicrographs (b–f) vun der Verschleißflächemorphologie vun héije Kuelestoff martensiteschen Edelstol mat ELP bei 3 N behandelt, Querschnitt vun der Verschleißmark am BSE Modus (d) an optesch Mikroskopie vum Verschleiung Uewerfläch op 3 N (g) Alumina Sphär.
Rutschbänner, déi op de Stahlsubstrat geformt sinn, déi plastesch Verformung duerch Verschleiung uginn (Fig. 5e).Ähnlech Resultater goufen och an enger Studie vum Verschleisverhalen vum SS47 austenitesche Stahl mat L-PBF behandelt.D'Reorientéierung vu vanadiumräiche Karbiden weist och plastesch Verformung vun der Stahlmatrix beim Rutsch (Fig. 5e).Mikrographen vum Querschnitt vun der Verschleißmark weisen d'Präsenz vu klenge ronnen Groufen ëmgi vu Mikroknacken (Fig. 5d), wat duerch exzessiv plastesch Verformung bei der Uewerfläch kann sinn.D'Materialtransfer op d'Aluminiumoxidkugelen war limitéiert, während d'Kugel intakt bliwwen (Fig. 5g).
D'Breet an d'Tiefe vum Verschleiung vun de Proben erhéicht mat der Erhéijung vun der Belaaschtung (bei 10 N), wéi an der Uewerfläch Topographie Kaart (Fig. 6a).Ofdreiwung an Oxidatioun sinn nach ëmmer déi dominant Verschleiungsmechanismus, an eng Erhéijung vun der Unzuel vu Mikrokratzer op der Verschleißbunn weist datt dräi Deeler Verschleiung och bei 10 N geschitt (Fig. 6b).EDX Analyse huet d'Bildung vun Eisen-räichen Oxid Inselen gewisen.D'Al Peaks an de Spektrum bestätegt datt den Transfert vun der Substanz vun der Géigepartei op d'Prouf bei 10 N geschitt ass (Figebam. 6c an Table 3), während et net bei 3 N observéiert gouf (Table 2).Dräi-Kierperverschleiung gëtt verursaacht duerch Verschleispartikelen aus Oxidinselen an Analoga, wou detailléiert EDX Analyse Materialiwwerdroung vun Analoga opgedeckt huet (Ergänzungsbild S3 an Table S1).D'Entwécklung vun den Oxidinselen ass mat déiwe Gruef verbonnen, déi och an 3N observéiert gëtt (Fig. 5).Rëss a Fragmentatioun vu Karbiden kommen haaptsächlech an Karbiden, déi reich an 10 N Cr sinn (Fig. 6e, f).Zousätzlech, héich V carbides flake an droen der Emgéigend Matrixentgasung, déi am Tour bewierkt dräi-Deel zouzedrécken.E Gruef ähnlech a Gréisst a Form wéi déi vum héije V Carbide (am roude Krees markéiert) ass och am Querschnitt vun der Streck erschéngt (Fig. 6d) (kuckt Carbide Gréisst a Form Analyse. 3.1), wat beweist datt den héije V. Carbide V kann der Matrixentgasung flake ugefaangen 10 N. Déi ronn Form vun héich V Carbides dréit zu der zéien Effekt, iwwerdeems agglomeréiert héich Cr Carbides ufälleg fir knacken (Figebam. 6e, f).Dëst Echec Verhalen weist datt d'Matrix seng Fäegkeet iwwerschratt huet fir plastesch Deformatioun ze widderstoen an datt d'Mikrostruktur net genuch Auswierkungsstäerkt bei 10 N. Vertikal Rëss ënner der Uewerfläch (Fig. 6d) weist d'Intensitéit vun der plastescher Deformatioun un, déi während der Rutsch geschitt.Wéi d'Belaaschtung eropgeet, gëtt et en Transfer vum Material vun der verschleefter Streck op d'Aluminiumoxidkugel (Fig. 6g), wat e stännegen Zoustand bei 10 N kann sinn. Den Haaptgrond fir d'Ofsenkung vun de CoF Wäerter (Fig. 3).
Surface Profil (a) a Photomicrographs (b–f) of worry surface topography (b–f) of high-carbon martensitic STAINLESS Stol mat EBA at 10 N behandelt, Verschleißspur Querschnitt am BSE Modus (d) an optesch Mikroskop Uewerfläch vun Alumina Kugel bei 10 N (g).
Wärend Schieberverschleiung gëtt d'Uewerfläch un Antikörper-induzéierter Kompressiouns- a Schéierspannungen ënnerworf, wat zu bedeitende plastesche Verformung ënner der verschleefter Uewerfläch resultéiert34,48,49.Dofir kann d'Aarbechtshärtung ënner der Uewerfläch optrieden wéinst plastescher Verformung, déi d'Verschleiung an d'Verformungsmechanismen beaflossen, déi d'Verschleisverhalen vun engem Material bestëmmen.Dofir, Querschnitt hardness Kartéierung (wéi am Sektioun 2.4 detailléiert) war an dëser Etude duerchgefouert der Entwécklung vun enger Plastiksbaatsch Deformatioun Zone (PDZ) ënnert der zouzedrécken Wee als Funktioun vun Laascht ze bestëmmen.Zënter, wéi an de fréiere Sektiounen erwähnt, goufen kloer Zeeche vu plastescher Verformung ënner der Verschleiungsspur observéiert (Fig. 5d, 6d), besonnesch bei 10 N.
Op Fig.Figure 7 weist Querschnittshärte Diagrammer vu Verschleismarken vun HCMSS behandelt mat ELP bei 3 N an 10 N. Et ass derwäert ze bemierken datt dës Hardnesswäerter als Index benotzt goufen fir den Effet vun der Aarbechthärten ze evaluéieren.D'Ännerung vun der Härtheet ënner der Verschleißmark ass vu 667 op 672 HV bei 3 N (Fig. 7a), wat beweist datt d'Aarbechtshärung vernoléissegt ass.Wahrscheinlech, wéinst der gerénger Opléisung vun der Mikrohardheetskaart (dh d'Distanz tëscht de Marken), konnt déi applizéiert Hardnessmessmethod keng Ännerungen an der Hardness erkennen.Am Géigendeel, PDZ Zonen mat Härtewäerter vu 677 bis 686 HV mat enger maximaler Déift vun 118 µm an enger Längt vu 488 µm goufen bei 10 N observéiert (Fig. 7b), wat mat der Breet vun der Verschleißbunn korreléiert (Fig. 7b). Abb. 6a)).Ähnlech Daten iwwer PDZ Gréisst Variatioun mat Laascht goufen an enger Verschleiungsstudie op SS47 mat L-PBF behandelt.D'Resultater weisen datt d'Präsenz vun zréckgehalen Austenit d'Duktilitéit vun additiv fabrizéierte Stähle 3, 12, 50 beaflosst, a festgehalen Austenit verwandelt sech an Martensit während der plastescher Verformung (plastesche Effekt vun der Phasetransformatioun), wat d'Aarbechtshärtung vum Stol verbessert.Stol 51. Zanter der VCMSS Prouf enthale austenite am Aklang mat der X-Ray Diffraktioun Muster diskutéiert virdrun (Fig. 2e), et gouf virgeschloen, datt erhalen Austenite an der microstructure an martensite während Kontakt verwandelt kéint, an domat der hardness vun PDZ Erhéijung ( Abb. 7b).Zousätzlech weist d'Bildung vu Rutschen op der Verschleißbunn (Fig. 5e, 6f) och op plastesch Verformung, déi duerch Dislokatiounsrutsch ënner der Handlung vu Schéierstress beim Rutschkontakt verursaacht gëtt.Allerdéngs war d'Schéier Stress entschlof bei 3 N net genuch fir eng héich dislocation Dicht ze produzéieren oder d'Transformatioun vun erhalen austenite zu martensite observéiert vun der benotzt Method, sou war d'Aarbecht Harding nëmmen um 10 N observéiert (Figebam. 7b).
Querschnittshärte Diagrammer vun Verschleißspuren aus héich-Kuelestoff martensiteschen Edelstahl ënnerworf elektresch Entladungsbearbeitung bei 3 N (a) an 10 N (b).
Dës Etude weist d'Verschleiung an d'mikrostrukturell Charakteristiken vun engem neien héije Kuelestoff martensiteschen Edelstahl mat ELR behandelt.Dréchent Verschleiungstester goufen am Rutsch ënner verschiddene Lasten duerchgefouert, a verschwonne Proben goufen ënnersicht mat Elektronenmikroskopie, Laserprofilometer an Hardnesskaarte vu Querschnëtt vu Verschleißspuren.
Mikrostrukturell Analyse huet eng eenheetlech Verdeelung vu Karbiden mat engem héijen Inhalt vu Chrom (~ 18,2% Karbiden) a Vanadium (~ 4,3% Karbiden) an enger Matrix vu Martensit a behalen Austenit mat relativ héijer Mikrohardheet opgedeckt.Déi dominant Verschleiungsmechanismus si Verschleiung an Oxidatioun bei niddrege Lasten, während Dräikierperverschleiung verursaacht duerch gestreckte High-V-Karbiden a lockere Käroxiden och zum Verschleiung bei Erhéijung vun der Last dréit.De Verschleiungsquote ass besser wéi L-PBF a konventionell machinéiert austenitescht Edelstahl, an esouguer ähnlech wéi dee vun EBM bearbechte Toolstahle bei niddrege Lasten.De CoF-Wäert fällt mat der Erhéijung vun der Belaaschtung erof wéinst dem Transfert vum Material op de Géigendeel Kierper.Mat der Querschnittshärtekartéierungsmethod gëtt d'plastesch Verformungszone ënner dem Verschleismark gewisen.Méiglech Kärverfeinerung a Phasetransitioune an der Matrix kënne weider ënnersicht ginn mat Elektronen-Backscatter-Diffraktioun fir d'Effekter vun der Aarbechthärte besser ze verstoen.Déi niddreg Opléisung vun der Mikrohardheetskaart erlaabt net d'Visualiséierung vun der Verschleißzonhärte bei nidderegen ugewandte Lasten, sou datt d'Nanoindentatioun méi héich Opléisungshärkeet Ännerungen mat der selwechter Method ubitt.
Dës Etude presentéiert fir d'éischte Kéier eng ëmfaassend Analyse vun der zouzedrécken Resistenz an Reiwung Eegeschafte vun engem neie héich Kuelestoff martensitic STAINLESS Stol mat ELR behandelt.Betruecht der geometrescher Design Fräiheet vun AM an der Méiglechkeet vun machining Schrëtt mat AM ze reduzéieren, dës Fuerschung kéint de Wee fir d'Produktioun vun dësem neie Material a seng Notzung an zouzedrécken-Zesummenhang Apparater aus shafts zu Plastik Sprëtz molds mat komplizéiert kille Kanal.
Bhat, BN Aerospace Materials and Applications, vol.255 (American Society of Aeronautics and Astronautics, 2018).
Bajaj, P. et al.Stol an der additiv Fabrikatioun: eng Iwwerpréiwung vu senger Mikrostruktur an Eegeschaften.alma mater.d'Wëssenschaft.Projet.772, (2020).
Felli, F., Brotzu, A., Vendittozzi, C., Paolozzi, A. a Passeggio, F. Schied un der Verschleißfläch vun EN 3358 Edelstahl Raumfaartkomponenten beim Rutschen.Brudderschaft.Ed.Integra Strut.23, 127–135 (2012).
Debroy, T. et al.Additive Fabrikatioun vu Metallkomponenten - Prozess, Struktur a Leeschtung.programméiere.alma mater.d'Wëssenschaft.92, 112–224 (2018).
Herzog D., Sejda V., Vicisk E. and Emmelmann S. Production of metal additives.(2016).https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019.
ASTM International.Standard Terminologie fir Additiv Fabrikatioun Technologie.Schnell Produktioun.Assistant Professor.https://doi.org/10.1520/F2792-12A.2 (2013).
Bartolomeu F. et al.Mechanesch an tribologesch Eegeschafte vum 316L Edelstahl - Verglach vu selektiv Laser Schmelzen, Heisspressen a konventionell Guss.Derbäi ze.Fabrikant beschwéiert.16, 81–89 (2017).
Bakhshwan, M., Myant, KW, Reddichoff, T., a Pham, MS Mikrostruktur Bäitrag zu additiv fabrizéierten 316L Edelstahl Dréchent Sliding Wear Mechanismen an Anisotropie.alma mater.dez.196, 109076 (2020).
Bogelein T., Drypondt SN, Pandey A., Dawson K. an Tatlock GJ.Magazin.87, 201–215 (2015).
Saeidi K., Alvi S., Lofay F., Petkov VI an Akhtar, F. Méi héich Uerdnung mechanesch Kraaft no Wärmebehandlung vu SLM 2507 bei Raum an erhiewte Temperaturen, gehollef duerch hart / duktile Sigma Nidderschlag.Metall (Basel).9, (2019).
Lashgari, HR, Kong, K., Adabifiroozjaei, E., a Li, S. Mikrostruktur, Post-Hëtzt Reaktioun, an tribologesch Eegeschafte vun 3D-gedréckt 17-4 PH STAINLESS Stol.Droen 456-457, (2020).
Liu, Y., Tang, M., Hu, Q., Zhang, Y., an Zhang, L. Verdichtung Verhalen, Mikrostruktur Evolutioun, a mechanesch Eegeschafte vun TiC / AISI420 STAINLESS Stol Composite fabrizéiert duerch selektiv Laser Schmelzen.alma mater.dez.187, 1–13 (2020).
Zhao X. et al.Fabrikatioun an Charakteriséierung vun AISI 420 STAINLESS Stol mat selektiv Laser Schmelzen.alma mater.Fabrikant beschwéiert.Prozess.30, 1283–1289 (2015).
Sonn Y., Moroz A. an Alrbey K. Sliding zouzedrécken Charakteristiken a corrosion Verhalen vun selektiv Laser Schmelze vun 316L STAINLESS Stol.J. Alma mater.Projet.ausféieren.23, 518–526 (2013).
Shibata, K. et al.Reibung a Verschleiung vu Pulverbett Edelstol ënner Uelegschmierung [J].Tribiol.intern 104, 183-190 (2016).