توصيفگر ها :
اصلاح سطح نانوكريستال با امواج آلتراسونيك , ذوب ليزر انتخابي , آلياژ اينكونل 625 , تنش پسماند , بافت كريستالي
چكيده فارسي :
چكيده
در اين تحقيق اثر فرآيند اصلاح سطح نانو كريستال با امواج آلتراسونيك (UNSM) بر تنش پسماند و بافت كريستالي در آلياژ اينكونل 625 توليد شده به روش ذوب ليزري انتخابي (SLM) بررسي شدهاست. بدين منظور ابتدا نمونه هاي آلياژ با شكل مكعبي ساده با روش SLM چاپ سه بعدي گرديد و سپس نمونه ها در حالت اوليه(as-built) مورد بررسي ريز ساختاري و آزمون سختي قرار گرفتند. عمليات UNSM بر روي نمونه در سه توان متفاوت 100، 170 و 420 وات انجام شد. سپس نمونه هاي اصلاح شده از مقطع عرضي مورد بررسي ريز ساختاري با ميكروسكوپ نوري و SEM قرار گرفته و ميزان شيب سختي در آنها بررسي گرديد. سپس تنش پسماند نمونه ها با اندازه گيري ميزان كرنش شبكه كريستالي به كمك آزمون XRD تعيين و مقايسه شد. نهايتا بافت كريستالي نمونه هاي as-built و UNSM شده با دستگاه XRD مجهز به ابزار اندازه گيري بافت تعيين گرديد و تصاوير قطبي معكوس، تصاوير قطبي و توابع توزيع جهت براي نمونه ها ترسيم شد. نتايج بدست آمده نشان داد، در يك لايه نازك در سطح نمونه ها، حوضچه هاي مذاب كه در ريز ساختار آلياژ هاي SLM وجود دارند كاملا كوبيده شده و اندازه دانه هاي ريز موجود در نمونه as-built بعد از UNSM ريز شده اند. همچنين نتايج بدست آمده نشان داد ميزان سختي آلياژ در سطح از حدود 400 ويكرز در حالت اوليه، تا ميزان حدود 670 ويكرز بعد از UNSM با توان 420 وات افزايش مييابد. همچنين مشاهده شد كه در نمونه هاي UNSM شده، شيب سختي از سطح به عمق ايجاد شدهاست و عمق سختي در نمونه هاي 100، 170 و 420 وات به ترتيب 200، 260 و 320 ميكرومتر بوده است. همچنين نتايج بدست آمده نشان داد ميزان تنش پسماند فشاري از مقدار 78 مگاپاسكال در نمونه as-built تا مقادير 109، 353 و 549 مگاپاسكال به ترتيب براي نمونه هاي UNSM شده در توان هاي 100، 170 و 420 وات افزايش مييابد. بررسي بافت كريستالي نمونه نيز نشان داد كه در نمونه as-built بافت كريستالي مكعبي و بافت ضعيف گوس وجود دارد كه در اثر عمليات UNSM با توان هاي 100 و 170 وات، بافت مكعبي در آلياژ تشديد ميشود اما با افزايش توان به 420 وات، مجددا بافت گوس در نمونه همراه با بافت مكعبي تضعيف شده ايجاد ميشود.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, the effect of Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification (UNSM) on residual stress and crystallographic texture in Inconel 625 alloy produced by selective Laser Melting (SLM) was investigated. For this purpose, cubic samples of the alloy were first fabricated using the SLM 3D printing process. The as-built samples were then examined for their microstructure and hardness. The UNSM treatment was carried out at three different power levels: 100, 170, and 420 W. Subsequently, the modified samples were examined microstructurally in cross-section using optical microscopy and SEM, and the hardness gradient was evaluated. Residual stress was determined by measuring lattice strain using the X-ray diffraction (XRD) method. Furthermore, the crystallographic texture of the as-built and UNSM-treated samples was analyzed using an XRD device equipped with a texture measurement attachment, and the inverse pole figures (IPFs), pole figures (PFs), and orientation distribution functions (ODFs) were plotted. The results showed that in a thin surface layer of the samples, the melt pools present in the SLM alloy microstructure were completely flattened, and the fine grains observed in the as-built sample became further refined after UNSM. The surface hardness of the alloy increased from approximately 400 HV in the as-built condition to about 670 HV after UNSM at 420 W. Moreover, a hardness gradient from the surface to the depth was observed in the UNSM-treated samples, with hardened depths of approximately 200, 260, and 320 μm for the samples treated at 100, 170, and 420 W, respectively. The residual compressive stress increased from 78 MPa in the as-built sample to 109, 353, and 549 MPa for the UNSM-treated samples at 100, 170, and 420 W, respectively.Texture analysis revealed that the as-built sample exhibited a cubic texture along with a weak Goss component. After UNSM treatment at 100 and 170 W, the cubic texture was intensified, while at 420 W, both the cubic and Goss textures appeared again but with reduced intensity.