بررسی ریزساختار و خواص آلیاژ پایه کبالت استلایت6 تولید شده با فرآیند ساخت افزایشی با روش رسوب نشانی مستقیم فلزی با لیزر

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی ریزساختار و خواص آلیاژ پایه کبالت استلایت6 تولید شده با فرآیند ساخت افزایشی با روش رسوب نشانی مستقیم فلزی با لیزر

ارائه دهنده: Provider: سالار حمزه ئی - رشته مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن شیخی، دکتر یوسف مظاهری رودبالی

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر محمود مرادی

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر میثم نوری، دکتر عباس پاک

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: یکشنبه 1401/12/14 ساعت 13:30

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر

چکیده: Abstract: فرآیند ساخت افزایشی با لیزر در سال¬های اخیر به‌عنوان راهکار جدیدی جهت تولید و تعمیر قطعات فلزی به‌شدت موردتوجه قرارگرفته است. داشتن اطلاعات جامع در مورد تحولات ریزساختاری و سختی مناطق مختلف قطعه لایه نشانی شده با تغییر پارامترهای فرآیند همانند: فاصله کانونی و نازل لیزر نسبت به زیرلایه، توان لیزر، جهت اسکن لیزر، و همچنین داشتن ساختاری عاری از عیوب و ترک در لایه‌های ایجادشده یکی از الزامات اولیه این فرایند است. در این پژوهش با استفاده از روش رسوب نشانی مستقیم فلز، آلیاژ استلایت 6 توسط لیزر فیبر روی فولاد کارگرم DIN 1.2714 لایه ‌نشانی شد و تأثیر موقعیت نقطه کانونی پرتو لیزر نسبت به سطح زیرلایه، فاصله نازل از زیرلایه، توان لیزر و جهت اسکن موردبررسی قرار گرفت. در ابتدا 11 نمونه تک¬لایه با توان لیزر 250وات و فاصله کانونی متغیر از 4 میلی‌متر بالاتر از سطح زیرلایه تا 4 میلی‌متر پایین‌تر از سطح آن و فاصله نازل از زیرلایه 15،17 و 19 میلی‌متر ایجاد شد. تغییر این فواصل بر روی ریزساختار و همچنین سختی موردبررسی قرار گرفت. بررسی¬ها نشان داد هرچه فاصله کانونی از 4 میلی¬متر بالاتر از زیرلایه به سمت 4 میلی¬متر به داخل زیرلایه می¬رود ساختار ریزتر می¬شود و دیده شد سختی نیز بیشتر می¬شود و با تغییر فاصله نازل از زیرلایه از 19 میلی-متر بالاتر از زیرلایه به سمت 15 میلی¬متر از زیرلایه هم ساختار ریزتر و سختی متوسط هم بیشتر است. سپس با بررسی نمونه های لایه نشانی شده تک¬لایه، 5 نمونه پنج¬لایه با توان¬های 100، 150، 200، 250 و 300 وات با فاصله کانونی 2 میلی‌متر بالاتر از سطح زیرلایه به‌صورت اسکن دوجهته (رفت و برگشتی) ایجاد شد. بررسی ریزساختاری و سختی در نقاط مختلف نمونه‌ها صورت گرفت و دیده شد با افزایش توان لیزر از 100 الی 300 وات در هر نمونه ساختار درشت¬تر شد و سختی متوسط کاهش یافت. سپس 3 نمونه 5 لایه دیگر که یکی از آن‌ها دارای توان 250 و جهت اسکن تک¬جهته و فاصله کانونی 2 میلی‌متر بالاتر از سطح زیرلایه بود جهت بررسی نوع جهت اسکن بر روی ریزساختار و سختی نمونه‌ها ایجاد شد و دو نمونه دیگر با همان فاصله کانونی و جهت اسکن یک جهته و دوجهته و توان لیزر کاهشی در هر لایه از 300 تا 100 وات ایجاد شد. هدف از این موردبررسی نوع جهت اسکن و روند کاهشی توان در هر لایه بر روی نوع ریزساختار و سختی نمونه‌ها بود. بررسی¬ها نشان داد ریزساختار اسکن دو جهته یکنواخت¬تر از اسکن تک¬جهته است اما سختی متوسط آن کمتر از اسکن تک¬جهته است. سپس فاصله بازوهای دندریتی نمونه های تک¬لایه از سه ناحیه ابتدا، وسط و انتها و نمونه های 5 لایه در لایه‌های اول تا پنجم در هر ناحیه 25 مورداندازه‌گیری شد و میانگین آن گزارش شد. فاصله بین بازوهای دندریتی در نمونه های تک لایه در بازه تقریبی 3/1 الی 3/3 میکرومتر و در نمونه های پنج¬لایه نیز در بازه 1/1 الی 7/4 میکرومتر متغیر است. همچنین در نمونه های تک¬لایه تغییر فاصله کانونی منجر به تغییر رقت لایه نشانی در بازه تقریبی 10 تا 90 درصد شد. بررسی ریزساختاری حاکی از بروز عیب ترک‌خوردگی در برخی از رقت‌ها بود. برای درک علت این پدیده یکی از معیارهای پیش‌بینی ترک انجمادی که اخیراً پیشنهادشده است استفاده شد. این معیار نشان داد حساسیت به ترک در بازه رقت 60 تا 90 درصد افزایش شدیدی می‌یابد که با نتایج آزمایشگاهی تطابق داشت. بر اساس این معیار، افزایش شدید دامنه دمایی حساس به ترک علت ترک‌خوردگی در این بازه رقت است.