پديد آورنده :
انصاري، مهدي
عنوان :
ساخت و مشخصهيابي قطعات ساخته شده از فولاد ضدزنگ 4-17 به روش ذوب انتخابي به كمك ليزر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 71ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محسن بدرسماي
توصيفگر ها :
ساخت افزودني , ذوب گزينشي با ليزر , فولاد 4-17رسوب سخت شونده , چگالي نسبي , خواص مكانيكي , عمليات حرارتي
استاد داور :
عباس قائي، امين اله محمدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/06
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/07
چكيده فارسي :
ساخت افزودني شامل فرآيند توليد يك قطعه به وسيله اضافه‌كردن مواد به‌صورت لايه‌به‌لايه است. ذوب گزينشي با ليزر يكي از روش‌هاي ساخت افزودني است كه با استفاده از پودر فلز، مي‌تواند قطعات فلزي با تخلخل كم و هندسه‌هاي پيچيده ايجاد كند. در سال‌هاي اخير، فولاد زنگ نزن 4-17 رسوب سخت شونده به دليل خواصي از جمله استحكام بالا، مقاومت به خوردگي و قابليت عمليات حرارتي، توجه زيادي را به خود جلب كرده است. يكي از روش¬هاي جديد فراوري اين آلياژ، ذوب گزينشي با ليزر است. چگالي انرژي پارامتري مهم در اين فرآيند است كه تاثير چند عامل را همزمان نشان مي‌دهد اما پارامترهاي مستقل مانند توان ليزر و سرعت حركت ليزر نيز مي‌توانند بر خواص قطعات تاثير بگذارند. هدف از اين پژوهش، ساخت و مشخصهيابي قطعاتي با كمترين ميزان تخلخل، بدون عيب و با خواص قابل رقابت با روش‌هاي سنتي ساخت، از فولاد زنگ نزن 4-17 به روش ذوب گزينشي با ليزر و بررسي تاثير چگالي انرژي و ساير پارامترهاي مستقل بر چگالي نسبي و ساير خواص قطعات ساخته شده است. همچنين تاثير عمليات حرارتي بر خواص قطعات ساخته شده نيز مورد بررسي قرار گرفت. روش طراحي عاملي كامل به منظور انتخاب پارامترها و طراحي آزمايش استفاده شد. چگالي نسبي، سختي، ريزساختار و فازها، خواص فشاري و خواص كششي قطعات مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در محدوده پارامترهاي مورد بررسي، توان ليزر تاثير زيادي بر چگالي نسبي نمونه‌ها دارد؛ به‌گونه اي كه حتي در چگالي انرژي يكسان، قطعات ساخته شده با توان ليزر بالاتر، چگالي نسبي بالاتري دارند و تاثير فاصله خطوط اسكن بر چگالي نسبي، نسبت به تاثير ساير پارامترها كمتر است. در نمونه‌ها مقدار كمي آستنيت (حدود دو تا شش درصد) وجود داشت؛ اما اين مقدار چنان زياد نيست كه تاثير محسوسي روي خواص بگذارد. رسوب سختي و بهبود دانهبندي بعد از عمليات حرارتي اتفاق مي¬افتد و استحكام، سختي و شكل‌پذيري قطعات افزايش مي‌يابد، اما عمليات حرارتي انجام شده، توانايي از بين بردن بافت موجود در قطعات را ندارد و تبلور مجدد نقش زيادي در تغيير ساختار ندارد. درنهايت با استفاده از مجموعه پارامترهاي حاصل از اين پژوهش، پس از عمليات حرارتي مي‌توان قطعاتي با چگالي نسبي 9/99 درصد، استحكام تسليم 1200 مگاپاسكال، استحكام كششي نهايي 1360 مگاپاسكال و ازدياد طول 10/8 درصد را ساخت كه با قطعات توليد شده به روش‌هاي سنتي ساخت قابل رقابت است.
چكيده انگليسي :
Additive manufacturing (AM) involves the process of producing a part by adding materials layer by layer. selective laser melting (SLM) is one of the metal additive manufacturing techniques that can produce low porosity parts with complex geometry using metal powder. In recent years, 17-4 precipitation hardening (PH) stainless steel has captured an increasing attention due to its properties such as high strength, corrosion resistance and heat treatment capability. SLM is one of the new methods of processing this alloy. Volumetric energy density (VED) is an important factor in SLM process which shows the effect of several parameters simultaneously, but other individual processing parameters such as laser power and scanning speed can affect the properties of parts. The aim of this research is to manufacture selective laser melted 17-4PH stainless steel parts without defects, cracks and with comparable properties to traditional manufactured parts and to investigate the effects of VED and individual processing parameters on relative density and other properties of selective laser melted 17-4PH stainless steel parts. The influence of heat treatment on the properties of parts has been also investigated. Full factorial design method was used to select the parameters and perform the experiments. Relative density, microhardness, microstructure and phases, compressive properties and tensile properties of the parts were investigated. The results showed that in the range of selected parameters, laser power have a great impact on the relative density of samples so that even at the same energy density, parts with higher laser power have a higher relative density and hatch spacing has less effect compared to effect of other parameters. There was a small amount of austenite (about 2 to 6%) in the samples, but this amount is not so high as to have a noticeable effect on the properties. Precipitation hardening and grain refinement occurs after heat treatment and strength, hardness and ductility have been increased. However, the performed heat treatment does not have the ability to remove the texture in the parts and recrystallization does not play a major role in changing the structure. Finally, using optimal process parameters found in this study, parts can be made with relative density of 99.9%, yield strength of 1200 MPa, ultimate tensile strength of 1360 MPa and a percentage of elongation 10.8 after heat treatment, which is comparable with parts produced by traditional manufacturing.
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محسن بدرسماي
استاد داور :
عباس قائي، امين اله محمدي
