شماره مدرك
21162
شماره راهنما
18140
پديد آورنده
هاشمي، مسعود
عنوان
بهينهسازي پارامترهاي توليد آلياژ اينكونل 718 به روش لايهنشاني فلزي توسط ليزر
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
چهارده،100ص.
توصيفگر ها
لايه نشاني فلزي توسط ليزر , اينكونل 718 , ساخت افزايشي , چاپ سهبعدي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/04/21
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
دانشكده
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/04/22
كد ايرانداك
23235873
چكيده فارسي
روش لايهنشاني با انرژي مستقيم، به عنوان يكي از رويكردهاي ساخت افزايشي، كاربرد وسيعي در ساخت و بازسازي قطعات صنعتي پيچيده دارد. پارامترهاي مؤثر بر اين روش، نقش مهمي در تعيين ويژگيهاي هندسي لايههاي رسوبشده ايفا ميكنند.در اين پژوهش، تأثير سرعت روبش ليزر و توان اعمالي بر هندسه حوضچه جوش در فرآيند روكشكاري ليزري بررسي شد. براي اين منظور، پارامترهاي هندسي شامل پهناي جوش، ارتفاع، زاويه تماس، درصد تخلخل، مساحت نفوذ، مساحت كل جوش و درصد رقت با استفاده از نرمافزار پردازش تصويرImageJ اندازهگيري شدند. نتايج بدست آمده نشان داد كه افزايش توان از 700 تا 1100 وات در سرعت ثابت، باعث افزايش پهنا (تا 2188 ميكرومتر) و مساحت قسمت نفوذيافته (تا 507743 ميكرومتر مربع) و كاهش زاويه تماس (تا 44 درجه) ميشود. همچنين مشخص شد كه افزايش سرعت از 550 به 700 ميليمتر بر دقيقه، ارتفاع ومساحت قسمت نفوذيافته را كاهش ميدهد اما در شرايط خاص تخلخل را افزايش ميدهد. بيشترين تخلخل (9%/1) در توان 900 وات و سرعت 700 ميليمتر بر دقيقه و كمترين تخلخل (17%/0) در توان 700 وات و سرعت 700 ميليمتر بر دقيقه مشاهده شد. درصد رقت با افزايش توان از %26 به 36% افزايش و با افزايش سرعت، كاهش يافت. استراتژي سرعت پايين (550 ميليمتر بر دقيقه، توان 900 وات) نفوذ بالا را با تخلخل متوسط (9%/0) به همراه داشت، در حالي كه استراتژي توان بالا (1100 وات، سرعت 700 ميليمتر بر دقيقه) نفوذ مشابه اما تخلخل بيشتر (7%/1) ايجاد كرد. در نهايت طي اين پژوهش اثبات شد كه انتخاب پارامترهاي بهينه به تعادل بين بهرهوري، كنترل تخلخل و شكل مطلوب روكش بستگي دارد.بررسيهاي ميكروسكوپي نيز نشان دادند كه شكل و ميزان فاز لاوه تابعي از نسبت حرارت ورودي به سرعت سرمايش در حين لايهنشاني است. به همين منظور، مشخص شد كه ميزان فاز لاوه رابطهاي مستقيم با حرارت ورودي در فرايند لايهنشاني دارد؛ به طوري كه كسر حجمي اين فاز در بازه22 تا 48 درصد نوسان كرد. در روكشهايي كه با حرارت ورودي بالاتر توليد شدهاند، حجم بيشتري از فاز لاوه تشكيل ميشود. علاوه بر اين، سختي روكشهاي ساختهشده به پارامترهاي فرايندي و ميزان فاز لاوه وابسته است. در نمونههايي كه با سرعت سردكنندگي بالاتر توليد شدند، به دليل ريزتر بودن ساختار و كاهش ميزان فاز لاوه، سختي بالاتري نسبت به ساير روكشها به دست آمد. نتايج آزمون خوردگي نيز نشان داد كه نمونههاي توليدشده با سرعت بالاتر به دليل تخلخل و عيوب ساختاري بيشتر، پتانسيل شكست ثانويه پايينتر و مقاومت ضعيفتري در برابر خوردگي حفرهاي نشان دادند. در مقابل، كاهش سرعت روبش با كاهش تخلخل و افزايش پتانسيل شكست، موجب بهبود مقاومت به خوردگي شد. در مجموع، رفتار خوردگي نمونهها عمدتاً تحت تأثير سرعت روبش بوده و توان ليزر نقش كمتري در تغيير مقاومت به خوردگي موضعي ايفا كرده است.
چكيده انگليسي
Direct Energy Deposition (DED), as one of the additive manufacturing approaches, has extensive applications in the fabrication and restoration of complex industrial parts. The parameters influencing this method play a crucial role in determining the geometric characteristics of the deposited layers. In this research, the effect of laser scanning speed and applied power on the weld pool geometry in the laser cladding process was investigated. For this purpose, geometric parameters including weld width, height, contact angle, porosity percentage, penetration area, total weld area, and dilution percentage were measured using the ImageJ image processing software.The results indicated that increasing the power from 700 to 1100 W at a constant speed resulted in an increase in width (up to 2188 µm) and the penetration area (up to 507,743 µm²), as well as a decrease in the contact angle (down to 44°). It was also found that increasing the scanning speed from 550 to 700 mm/min reduced the height and the penetration area, but increased porosity under specific conditions. The maximum porosity (1.9%) was observed at a power of 900 W and a speed of 700 mm/min, while the minimum porosity (0.17%) was observed at a power of 700 W and a speed of 700 mm/min. The dilution percentage increased from 26% to 36% with increasing power and decreased with increasing scanning speed.The low-speed strategy (550 mm/min, 900 W) yielded high penetration with moderate porosity (0.9%), whereas the high-power strategy (1100 W, 700 mm/min) resulted in similar penetration but higher porosity (1.7%). Ultimately, this study demonstrated that selecting optimal parameters depends on balancing efficiency, porosity control, and desired coating morphology.Microscopic examinations also revealed that the morphology and amount of the Laves phase are a function of the ratio of input heat to cooling rate during deposition. Accordingly, it was determined that the amount of Laves phase has a direct relationship with the input heat in the deposition process; such that the volume fraction of this phase fluctuated between 22% and 48%. Therefore, in coatings produced with higher input heat, a larger volume of the Laves phase is formed. Furthermore, the hardness of the fabricated coatings depends on the process parameters and the amount of Laves phase. In samples produced with a higher cooling rate, higher hardness was achieved compared to other coatings due to the finer structure and reduced amount of Laves phase.Corrosion test results also showed that samples produced at higher speeds exhibited lower secondary breakdown potential and weaker resistance to pitting corrosion due to higher porosity and structural defects. In contrast, decreasing the scanning speed reduced porosity and increased the breakdown potential, thereby improving corrosion resistance. Overall, the corrosion behavior of the samples was predominantly influenced by the scanning speed, while laser power played a lesser role in altering localized corrosion resistance within the investigated range.
استاد راهنما
قاسم عظيمي روئين
استاد مشاور
امين اله محمدي
استاد داور
بهزاد نيرومند , مسعود عطاپور