توصيفگر ها :
آلياژ آنتروپي بالا , مقاومت به خوردگي زيستي , ابزار جراحي , روكش كاري ليزر
چكيده فارسي :
در تحقيق حاضر، به منظور توسعه و ارتقا در ابزارهاي جراحي از جنس فولادهاي زنگ نزن فريتي، آلياژ آنتروپي بالا NiCoCrFeAlTi به روش روكش كاري ليزر و فرايند ذوب مجدد با تغيير پارامترهاي پردازش ليزر بر زيرلايه فولاد زنگ نزن 430 اعمال شد. توان ليزر مقادير 300، 400 و 500 وات و سرعت ليزر 4 و 6 ميلي¬متر بر ثانيه انتخاب شد. تركيب، مورفولوژي، درصد رقت و آناليز فازي روكش¬ها بررسي شد. همچنين، خواص سختي و مقاومت به خوردگي زيستي روكش¬ها نيز مورد بررسي قرار گرفت. تصاوير ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني ايجاد روكش¬هاي ليزري بدون عيب و ترك و وجود پيوند متالورژيكي مناسب را تاييد كرد. نتايج آناليز فازي نشان داد، با تغيير پارامترهاي پردازش ليزر نوع فازهاي موجود تغيير نكرده است اما بر اثر فرايند ذوب مجدد، تركيب بين فلزي FeNi3 از بين رفته است. محاسبات درصد رقت نشان داد، بر اثر فرايند ذوب مجدد، درصد رقت افزايش يافت. همچنين، با افزايش چگالي انرژي ليزر، درصد رقت افزايش و با افزايش سرعت ليزر، درصد رقت كاهش يافته است. در بررسي¬هاي ريزسختي گزارش شد، ريزسختي تمام نمونه‌ها نسبت به زيرلايه افزايش داشته است. آزمون¬هاي مقاومت به خوردگي زيستي نمونه‌ها در محلول سالين بافر فسفات انجام شد و عملكرد حفاظتي عالي روكش¬ها تاييد شد. در نهايت، نمونه روكش ليزري با توان 500 وات و سرعت 4 ميلي¬متر بر ثانيه و نمونه ذوب مجدد با توان 500 وات و سرعت 6 ميلي¬متر بر ثانيه به عنوان نمونه‌هاي بهينه براي كاربرد در ساخت ابزارهاي جراحي انتخاب شدند.
چكيده انگليسي :
In this study, aiming to develop and enhance surgical tools made from ferritic stainless steels, the high entropy alloy NiCoCrFeAlTi was applied onto a 430 stainless steel substrate using laser cladding and remelting processes with varying laser processing parameters. Laser power levels of 300, 400, and 500 watts, and laser speeds of 4 and 6 millimeters per second were selected. The composition, morphology, dilution percentage, and phase analysis of the coatings were studied. Additionally, the hardness properties and bio-corrosion resistance of the coatings were investigated. Optical microscope and field emission scanning electron microscope images confirmed the formation of defect-free laser coatings, the absence of cracks, and the presence of appropriate metallurgical bonding. The phase analysis results indicated that changing the laser processing parameters did not alter the types of phases present; however, the FeNi3 intermetallic compound was eliminated due to the remelting process. Dilution percentage calculations showed that the dilution percentage increased as a result of the remelting process. Moreover, with increasing laser energy density, the dilution percentage increased, while with increasing laser speed, the dilution percentage decreased. Microhardness investigations reported that the microhardness of all samples was higher compared to the substrate. Bio-corrosion resistance tests of the samples in phosphate-buffered saline solution confirmed the excellent protective performance of the coatings. Finally, the laser-cladded sample with a power of 500 watts and a speed of 4 millimeters per second, and the remelted sample with a power of 500 watts and a speed of 6 millimeters per second were selected as optimal samples for use in the manufacture of surgical tools.
