چكيده فارسي :
چكيده:
در در اين تحقيق مقاومت اكسيداسيون آلياژ 316L در حالت ساخت افزايشي و كار شده مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور يك نمونه آلياژ با روش ذوب ليزر انتخابي چاپ سه بعدي شده و با قطعه اي از فولاد متداول 316L كار شده مقايسه گرديد. پس از بررسي‌هاي ريز ساختاري و فازي تركيبي بر روي نمونه هاي اوليه، آزمون اكسيداسيون غير هم دما با روش DSC-TG و آزمون اكسيداسيون هم دما در سه دماي 600، 800 و 900 درجه سانتيگراد انجام شد. بر روي سطح اكسيد شده بررسي ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز هاي فازي با XRD و روش Grazzing انجام گرديد. نتايج بدست آمده نشان داد، در آزمون غير همدما، نمونه كار شده مقاومت اكسيداسيون كمتري دارد. علت اين امر در ريز دانه تر بودن آلياژ كار شده نسبت به آلياژ ساخت افزايشي تفسير شد كه در آن مرز دانه‌ها بيشتر در ريز ساختار به عنوان مسير هاي نفوذ اكسيژن عمل كرده و مقاومت اكسيداسيون را كاهش مي دهند. در آزمونهاي همدما در دماهاي كم در حد 600 درجه سانتيگراد تفاوت خيلي محسوس نيست اما با افزايش دما به 800 درجه سانتيگراد مشاهده مي‌شود كه پس از گذشت زمانهاي اوليه، آلياژ ساخت افزايشي مقاومت اكسيداسيون كمتري دارد. در بررسي‌هاي ريز ساختاري لاية اكسيدي و همچنين آناليز فازي گريزينگ مشخص شد كه در آلياژ كارشده اگر چه در زمانهاي اوليه اكسيداسيون به دليل مسيرهاي نفوذ مرزدانه، اكسيداسيون بيشتر است، اما اين امر همزمان منجر مي‌شود به اين كه در لاية اكسيدي، ميزان كروم بيشتري از زير لايه بوجود بيايد. افزايش ميزان كروم در لايه اكسيدي در آلياژ كارشده باعث مي‌شود در زمان هاي طولاني‌تر، مقاومت اكسيداسيون بهتري نسبت به آلياژ ساخت افزايشي داشته باشد. نتيجه آناليز فازي گريزينگ اين موضوع را تأييد كرد و نشان داد قبل از رسيدن به زمان هاي حدود 40 ساعت، سرعت اكسيداسيون نمونه ساخت افزايشي بيشتر مي‌شود. لايه اكسيدي آلياژ ساخت افزايشي فاقد كروم به ميزان قابل توجه است در حالي كه در لايه اكسيدي نمونه كارشده به وضوح فاز اكسيد كروم وجود دارد. با افزايش دما به 900 درجه سانتيگراد و با شدت گرفتن سينتيك اكسيداسيون، تفاوت بين دو نمونه ساخت افزايشي و كار شده كه در 800 درجه سانتيگراد كاملا مشهود شده بود از بين مي رود و تقريبا هر دو نمونه رفتار يكساني نشان مي دهند. علت اين امر افزايش شدت اكسيداسيون در دماي بالاتر در هر دو نمونه و حضور كروم در لايه اكسيدي هر دو نمونه است كه باعث مي‌شود رفتار اكسيداسيون آلياژ در دو حالت تقريبا يكسان باشد.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, the oxidation resistance of 316L alloy has been investigated in additive manufacturing and worked state. For this purpose, an alloy sample was 3D printed with the selective laser melting method and compared with a common 316L steel piece. After microstructural and composite phase investigations on the prototypes, non-isothermal oxidation test was performed by DSC-TG method and isothermal oxidation test at three temperatures of 600, 800 and 900 °C. On the oxidized surface, scanning electron microscope examination and phase analyzes were performed with XRD and Grazing method. The obtained results showed that, in the non-isothermal test, the worked sample has lower oxidation resistance. The reason for this was explained in the fact that the processed alloy is finer than the additive manufacturing alloy, where the grain boundaries act as oxygen penetration paths in the microstructure and reduce the oxidation resistance. In the isothermal tests at low temperatures of 600 °C, the difference is not very noticeable, but with the temperature increasing to 800 °C, it is observed that after the initial times, the additive manufacturing alloy has less oxidation resistance. In the microstructural investigations of the oxide layer as well as the greasing phase analysis, it was found that in the worked alloy, although there is more oxidation in the early stages of oxidation due to the grain boundary penetration paths, this simultaneously leads to the oxide layer will produce more chromium than the sublayer. Increasing the amount of chromium in the oxide layer in the worked alloy causes it to have better oxidation resistance than the additively manufactured alloy in longer times. The result of phase greasing analysis confirmed this issue and showed that before reaching the time of about 40 hours, the rate of oxidation of the incremental manufacturing sample increases. The oxide layer of additive manufacturing alloy does not contain chromium to a significant extent, while the oxide layer of the processed sample clearly contains chromium oxide phase. By increasing the temperature to 900 °C and with the intensity of the oxidation kinetics, the difference between the two additively manufactured and worked samples, which was completely evident at 800 °C, disappears, and almost both samples show the same behavior they give. The reason for this is the increase in the intensity of oxidation at a higher temperature in both samples and the presence of chromium in the oxide layer of both samples, which causes the oxidation behavior of the alloy to be almost the same in both cases.
