توصيفگر ها :
ذوب گزينشي با ليزر , فولاد زنگ نزن L316 , كامپوزيت زمينه فلزي , ساخت افزودني , نانوسيليكا
چكيده فارسي :
فولاد زنگ نزن L316 يك فولاد آستنيتي است، كه به فولاد زنگ نزن دريايي نيز معروف است. اين فولاد به دليل شكلپذيري بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگي در محيطهايي با خورندگي شديد مثل آب دريا، محيطهاي اسيدي و قليايي به طور گسترده در صنايعدريايي، پتروشيمي، شيميايي، خودروسازي و تجهيزات پزشكي مورد استفاده قرار مي‌گيرد ولي استفاده از آن به دليل استحكام و سختي كم، مقاومت در برابر سايش پايين محدوديتهايي دارد. براي غلبه بر اين محدوديتها از كامپوزيت زمينه فلزي استفاده مي‌شود. در اين پژوهش هدف ساخت و مشخصهيابي كامپوزيت زمينه فولاد زنگ نزن L316 با تقويت‌كننده نانو سيليكا به روش ذوب گزينشي با ليزر است. براي فراوري پودر از يك روش تركيبي شامل آسياب‌كاري گلوله¬اي سياره‌اي و اختلاط مستقيم استفاده شد. در روش آسياب‌كاري گلوله‌اي سياره‌اي برهمكنش بين ذرات نسبت به اختلاط مستقيم بيشتر و مورفولوژي پودر تغيير مي‌كند. به اين منظور 80 درصد پودر فولاد زنگ نزن L316 با 20 درصد پودر نانو سيليكا آسياب‌كاري شدند. سپس براي حفظ جريان‌پذيري و مورفولوژي كروي پودر، 5 درصد پودركامپوزيت فراوري شده به روش آسياب‌كاري با 95 درصد پودر فولاد زنگ نزن L316 اختلاط مستقيم شدند. نمونه‌ها با پودر كامپوزيت فراوري شده به روش ذوب گزينشي با ليزر ساخته شدند، پس از مشخصهيابي ، درصد تخلخل تمامي نمونه‌ها زير يك درصد بود. آزمون سختي‌سجي و كشش روي نمونه‌ها صورت گرفت كه استحكام كششي و سختي نمونه كامپوزيتي نسبت به نمونه شاهد به ترتيب 18 و 30 درصد بهبود يافت و درصد ازدياد طول تغييري نكرد. كاهش اندازه دانه باعث افزايش استحكام كششي و سختي بدون كاهش درصد ازدياد طول بود. استفاده از اين روش تركيبي باعث شد تا كامپوزيت فراوري شده نسبت به روش‌هاي ديگر فراوري پودر، بهبود خواص مكانيكي بيشتري با حفظ مورفولوژي كروي و جريان‌پذيري داشته باشد. با توجه به نتايج اين پژوهش مي‌توان با افزودن تقويت‌كننده به درصد كمي از فلز زمينه خواص مكانيكي را با حداقل هزينه افزايش داد.
چكيده انگليسي :
Stainless steel 316L is an austenitic steel, which is also known as marine stainless steel.This steel is widely used in marine, petrochemical, chemical, automotive, and medical equipment industries due to its high ductility and good corrosion resistance in highly corrosive environments such as seawater, acidic and alkaline environments. But its use has limitations due to low strength and hardness and low wear resistance mechanical properties.To overcome these limitations,metal matrix composites are used. In this research, the aim is to fabricate and characterize the 316L stainless steel base composite with nano-silica reinforcement by selective laser melting. A combined method including planetary ball milling and direct mixing was used for powder processing. In the planetary ball milling method, the interaction between the particles changes more than the direct mixing and the morphology of the powder. For this purpose, 80% 316L stainless steel powder was milled with 20% nano silica powder. Then, to maintain the flowability and spherical morphology of the powder, 5% of composite powder processed by milling method was directly mixed with 95% of L316 stainless steel powder. The samples were made with composite powder processed by selective laser melting method, after characterization, the percentage of porosity of all samples was below 1%. Hardness and tensile tests were performed on the samples. The tensile strength and hardness of the composite sample improved by 18% and 30%, respectively, and the elongation percentage did not change. Reducing the grain size increased the tensile strength and hardness without reducing the percentage of elongation. The use of this combined method caused the processed composite to improve mechanical properties more than other methods by maintaining spherical morphology and flowability. According to the results of this research, the mechanical properties can be increased with minimal cost by adding reinforcement to a small percentage of the base metal.
