پديد آورنده :
گالوسي، علي
عنوان :
مشخصهيابي و بررسي تاثير عمليات حرارتي بر خواص فولاد زنگ نزن رسوبسختي 4-17 ساختهشده به روش ذوب گزينشي با ليزر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
توصيفگر ها :
فولاد PH17-4 , فولاد زنگنزن رسوب سخت شونده , ذوب گزينشي با ليزر , ساخت افزودني , عمليات حرارتي , خواص مكانيكي , خواص خوردگي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/11/08
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد و متالورژي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/11/09
چكيده فارسي :
فولاد PH17-4 يك فولاد زنگنزن رسوب سخت شونده است و به دليل كاربردهاي فراواني كه دارد بسيار موردتوجه قرارگرفته است. اين آلياژ در كاربردهايي كه نياز به مقاومت به خوردگي در كنار استحكام بالا دارند، توجه بيشتري را به خود جلب كرده و در صنايعي همچون هوافضا، دريايي، هسته¬اي و شيميايي از آن استفاده ميشود. ذوب گزينشي با ليزر بهعنوان يك روش ساخت افزودني، براي ساخت قطعات فلزي بهطور مستقيم از پودر فلز، به روش لايه به لايه است كه با بهرهگيري از يك طراحي رايانهاي به ايجاد يك قطعه سهبعدي ميپردازد. در اين پژوهش به بررسي ريزساختار، خواص مكانيكي و خواص خوردگي فولاد PH17-4 ساختهشده به روش ذوب گزينشي با ليزر پرداختهشده است و هدف اصلاح ريزساختاري و بهبود خواص مكانيكي و خواص خوردگي اين فولاد بهوسيله عمليات حرارتي است. عمليات حرارتي اين فولاد بهطوركلي شامل دو بخش آنيل انحلالي و پيرسختي ميباشد. در اين پژوهش تلاش شد با طراحي سيكلهاي عمليات حرارتي مختلف و بررسي تاثير هر يك از پارامترهاي عمليات حرارتي در هر بخش از آن، خواص يادشده بهبود يابد. مشاهدات ريزساختاري، دادههاي EBSD و ارزيابي تركيب شيميايي پودر مورداستفاده نشان داد ذوب گزينشي با ليزر منجر به دستيابي به ريزساختار فريت دلتا شده است. عمليات آنيل انحلالي بهمنظور محلولسازي، اصلاح ريزساختار و كاهش تنشهاي حاصل از فرآيند ذوب گزينشي با ليزر و همچنين عمليات پيرسختي بهمنظور تشكيل رسوبات غني از مس براي تقويت استحكام زمينه مارتنزيتي صورت گرفت. بررسيهاي ريزساختاري پس از عمليات حرارتي، از بين رفتن دانههاي كشيده و ستوني فريت دلتا كه پس از ذوب گزينشي تشكيلشده بود را نشان داد. همچنين تشكيل كاربيدهاي كروم و نيوبيم در مرز دانهها مشاهده شد. فازيابي نمونههاي مختلف پس از عمليات حرارتي تحت سيكلهاي مختلف، دستيابي به تركيبهاي متفاوت از مارتنزيت و آستنيت را نشان داد. نتايج حاصل از آزمون فشار افزايش 95 درصدي استحكام فولاد PH17-4 ساخته شده به روش ذوب گزينشي با ليزر، تحت عمليات حرارتي آنيل انحلالي در دماي 1050 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت و به دنبال آن سرد كردن سريع در آب و پسازآن عمليات پيرسختي در دماي 480 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت را نشان داد. همچنين نتايج آزمون ريز سختي سنجي افزايش 58 درصدي سختي را پس از همين سيكل دمايي نشان داد. نتايج آزمون پلاريزاسيون پتاسيوديناميك در محيط 3.5 درصد سديم كلريد بيانگر اين موضوع بود كه نمونه پس از ساخت داراي رفتار خوردگي بهتري نسبت به نمونههاي آنيل انحلالي و پيرسخت شده بود.
چكيده انگليسي :
17-4PH steel is a precipitation-hardening stainless steel and is highly regarded due to its many applications. This alloy attracts many attentions in applications that need corrosion resistance in addition to high strength, and it is used in industries such as aerospace, marine, nuclear and chemical industries. selective laser melting as an additive manufacturing method is used to make metal parts directly from metal powder, in a layer by layer method, which uses a computerized design to create a 3D part. In this study, the microstructure, mechanical properties and corrosion properties of 17-4PH stainless steel made by selective laser melting method have been investigated and the target of this study is to modify the microstructure, improve the mechanical properties and corrosion properties of this stainless steel by heat treatment. Generally this stainless steel’s heat treatment includes two parts that they are solution annealing and precipitation hardening. This study tries to improve its properties by designing heat treatment cycles and investigating the effect of each heat treatment parameters. Microstructural observations, EBSD data and evaluation of the initial powder’s chemical composition showed that selective laser melting cause to achieve δ ferrite microstructure. annealing was performed in order to Solution, microstructure modification, and reduce the residual stresses caused by selective laser melting process, further more aging was carried out in order to form copper-rich precipitates to strengthen the martensitic matrix. The microstructural studies after heat treatment showed columnar δ ferrite. Also the chromium and niobium carbides near the grain boundary were detected. Phase detection of different samples after heat treatment under different cycles showed different compositions of martensite and austenite. The Compression test results showed 49% increase in strength of 17-4PH steel made by selective laser melting method, under solution annealing heat treatment at 1050°C for one hour, followed by quench in water and after that aging at 480°C for one hour. Also, the micro hardness test showed 37% increase in hardness results after this cycle. The results of the potentiodynamic polarization test in the 3.5% sodium chloride solution indicated that the as-built sample had a better corrosion behavior than annealing and ageing samples.
استاد راهنما :
ابوذر طاهري زاده , علي مالكي
استاد مشاور :
محسن بدرسماي
استاد داور :
بهزاد نيرومند , علي شفيعي