شماره مدرك :
20236
شماره راهنما :
335 گلپايگان
پديد آورنده :
فتحي پور، زهرا
عنوان :

بررسي اثر فرآيند اصلاح سطح نانو بلور از طريق امواج فراصوت بر خواص تريبولوژي آلياژ اينكونل 625 ساخته شده به روش ذوب ليزر انتخابي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
106ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
اينكونل 625 , فراصوت , اصلاح سطح , دوب انتخابي ليزر , تريبولوژي , مقاومت به سايش , زبري , سختي , مقاومت به خوردگي , آزمون امپدانس , پلاريزاسيون
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/02/02
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مواد و متالورژي
دانشكده :
فني مهندسي گلپايگان
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/02/02
كد ايرانداك :
312
چكيده فارسي :
چكيده اين مطالعه به بررسي اثر اصلاح سطح نانو بلور از طريق امواج فراصوت (UNSM) بر خواص تريبولوژي آلياژ اينكونل 625 توليد شده توسط ذوب ليزري انتخابي (SLM) مي‌پردازد. در اين پژوهش، نمونه‌هايي از اينكونل 625 با هندسه ساده با فرآيند SLM توليد و سپس تحت عمليات UNSM قرار گرفتند. اين پژوهش بر تجزيه و تحليل اثر UNSM بر ريزساختار، سختي، زبري سطح، ضريب اصطكاك، مقاومت به سايش آلياژ و خوردگي متمركز است. ابزارها و روش‌هاي تحليلي مختلفي از جمله ميكروسكوپ نوري، آزمون سختي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، اندازه‌گيري زبري، آزمون سايش، تجزيه و تحليل پراش اشعه ايكس (XRD) و آزمون خوردگي با دو روش امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون براي ارزيابي اين ويژگي‌ها استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ريزساختار تشكيل‌شده توسط SLM كه با حوضچه‌هاي ذوب نسبتاً بزرگ مشخص مي‌شود، توسط UNSM به عمق تقريباً 15 ميكرون اصلاح شده و در نتيجه يك ريزساختار جديد متشكل از دانه‌هاي تغيير شكل يافته بدون تغيير تركيب شيميايي ايجاد شده است كه در اثر اين تغيير ريزساختاري، سختي سطح پس از اصلاح با UNSM بيش از 63 درصد افزايش يافته است. علاوه بر اين، زبري سطح كه يكي از محدوديت‌هاي قطعات توليدي با روش SLM است، به‌دليل كوبش سطحي بيش از 90 درصد كاهش يافته كه منجر به كاهش ده برابري در ضريب اصطكاك شده است. نتايج آزمون سايش نشان مي‌دهد كه بعد از عمليات UNSM، نرخ سايش تحت نيروهاي آزمايشي 10 نيوتن و 20 نيوتن به ترتيب 37 و 30 درصد كاهش مي‌يابد. تجزيه و تحليل مسير سايش نشان مي‌دهد در حالي‌كه مكانيسم سايش خراشان آلياژ بدون تغيير باقي مي‌ماند، نمونه‌هاي اصلاح شده با UNSM افزايش توليد براده ريز و ورقه ورقه شدن را به‌ دليل كاهش كارسختي‌پذيري نشان مي‌دهد. بهبود در خواص سطح، از جمله كاهش اندازه بلورك، افزايش كرنش شبكه، كاهش اندازه دانه، افزايش سختي و كاهش مساحت سطح تماس، به عنوان عوامل كليدي در افزايش سختي و مقاومت در برابر سايش و همچنين كاهش زبري سطح آلياژ پس از عمليات UNSM شناسايي شده‌اند. با اين وجود نتايج به‌دست آمده در آزمون امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون نشان داد كه فرايند UNSM در صورتي‌كه با توان بالا روي سطح انجام شود، باعث كاهش مقاومت انتقال بار و كاهش پتانسيل خوردگي و افزايش جريان خوردگي مي‌شود. اين درحالي است كه در صورتي‌كه ميزان اعمال فرايند UNSM در توان 100 وات محدود گردد، ميزان مقاومت پلاريزاسيون از 217 اهم به 360 اهم افزايش يافته و منحني تافل بدون افت محسوس در خواص خوردگي بدست مي‌آيد. حفظ لايه يكنواخت غيرفعال سطحي در حين خوردگي بعد از عمليات UNSM با توان 100 وات كه با بررسي ريزساختاري نيز تاييد شد به كاهش اندازه دانه و افزايش مرزدانه‌ها با زاويه كم نسبت داده شد. اين در حالي است كه نتايج بررسي ريزساختاري سطوح خورده شده تاييد كرد در صورت افزايش توان عمليات UNSM به بيش از 100 وات، عدم تشكيل كامل لايه يكنواخت غيرفعال در سطح و تشديد خوردگي حفره‌‌اي رخ مي‌دهد.
چكيده انگليسي :
Abstract This study investigates the effect of Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification (UNSM) on the tribological properties of Inconel 625 alloy produced by selective Laser Melting (SLM). In this research, Inconel 625 samples with simple geometries were produced using the SLM process, followed by surface modification through UNSM. The focus of this study is to analyze the impact of UNSM on microstructure, hardness, surface roughness, friction coefficient, wear resistance, and corrosion behavior of the alloy. Various analytical tools and methods, including optical microscopy, hardness testing, scanning electron microscopy (SEM), roughness measurement, wear testing, X-ray diffraction (XRD) analysis, and corrosion testing using electrochemical impedance and polarization methods, were employed to eva‎luate these properties. The results indicate that the microstructure formed by SLM, characterized by relatively large melt pools, was modified by UNSM to a depth of approximately 15 microns, resulting in a new microstructure comprising deformed grains without altering the chemical composition. This microstructural change led to a more than 63% increase in surface hardness following UNSM treatment. Additionally, surface roughness, which is a notable limitation of parts produced by the SLM method, was reduced by over 90% due to surface peening, which resulted in a tenfold reduction in the friction coefficient. Wear test results demonstrate that after UNSM treatment, the wear rate under test forces of 10 N and 20 N decreased by 37% and 30%, respectively. Wear path analysis indicates that, while the abrasive wear mechanism of the alloy remains unchanged, UNSM-modified samples exhibit increased debris generation and delamination due to reduced work hardenability. Improvements in surface properties, including reduced crystallite size, increased lattice strain, reduced grain size, enhanced hardness, and decreased surface area, have been identified as critical factors contributing to increased hardness and wear resistance, as well as reduced surface roughness of the alloy following UNSM treatment. However, the results obtained from the electrochemical impedance and polarization tests indicate that if the UNSM process is performed at high power, it reduces charge transfer resistance, decreases corrosion potential, and increases corrosion current. Conversely, when the UNSM process is limited to 100 W, the polarization resistance increases from 217 ohms to 360 ohms, and the Tafel curve is obtained without a significant decrease in corrosion properties. The maintenance of a uniform surface passive layer during corrosion following UNSM treatment at 100 W, as confirmed by microstructural examination, can be attributed to a reduction in grain size and an increase in low-angle grain boundaries. However, the microstructural analysis of the corroded surfaces indicated that increasing the UNSM treatment power beyond 100 W led to incomplete formation of a uniform passive layer and an exacerbation of pitting corrosion.
استاد راهنما :
مرتضي هادي
استاد داور :
محمد خدائي
لينک به اين مدرک :

بازگشت