Вплив ультразвукової нанокристалічної модифікації поверхні на мікротвердість та механічні властивості на розтяг сталі 316L, отриманої методом Laser Powder Bed Fusion
| Автори | Б.В. Єфременко1 , Ю.Г. Чабак1,2 , А. Аманов3, В.Г. Єфременко1,2 , О. Мілковіч2,4, О.В. Цветкова1 , І.М. Олійник1 , А.В. Джеренова1 |
| Афіліація |
1Приазовський державний технічний університет, 49044 Дніпро, Україна 2Інститут матеріалознавства Словацької Академії наук, 04001 Кошице, Словаччина 3Університет м. Тампере, 33720 Тампере, Фінляндія 4Інститут експериментальної фізики Словацької Академії наук, 04001 Кошице, Словаччина |
| Е-mail | vgefremenko@gmail.com |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 5 |
| Дати | Одержано 20 серпня 2025; у відредагованій формі 12 жовтня 2025; опубліковано online 30 жовтня 2025 |
| Цитування | Б.В. Єфременко, Ю.Г. Чабак, А. Аманов, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 5, 05019 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(5).05019 |
| PACS Number(s) | 62.20.Qp, 62.25.Mn, 62.20.F–, 81.40.Ef |
| Ключові слова | Сталь 316L, Laser Powder Bed Fusion, UNSM, Мікроструктура (24) , Mікротвердість, Властивості при випробуваннях на розтяг. |
| Анотація |
Технологія Laser Powder Bed Fusion (LPBF) дає можливості швидкого виготовлення компонентів складної форми із нержавіючої сталі 316L, яка відома своєю високими корозійною стійкістю і механічні властивості, завдяки чому широко використовується в високотехнологічних галузях промисловості. При виготовленні методом LPBF сталь 316L часто має поверхневі дефекти, що обмежує її застосування в умовах інтенсивного навантаження. В даній роботі досліджено вплив ультразвукової нанокристалі-чної модифікації поверхні (UNSM)) на мікроструктуру, мікротвердість і механічні властивості на роз-тяг LPBF сталі 316L. UNSM виконували на зразках як у вихідному (друкованому) стані, так і в відпа-леному при 900 °C стані. Застосовані параметри обробки: статичне навантаження – 30 Н, частота уда-рів – 20 кГц, амплітуда вібрації – 30 мкм. UNSM-обробка спричинила деформацію та текстурування стовпчастої структури друкованих зразків, що викликало подрібнення кристалітів, підвищення щіль-ності дефектів решітки та ініціювало деформаційне мартенситне перетворення аустеніту. Внаслідок цього поверхнева твердість зросла до 500-550 HV10, втім міцність на розтяг підвищилась незначно, а пластичність суттєво знизилась. Поєднання UNSM з рекристалізаційним відпалом (900 °C, 1 год) сприяло формуванню у деформованому шарі ультрадрібнозернистої (1-5 мкм) структури, що дозволило відновити пластичність сталі при збереженні підвищеного рівня поверхневої твердості (~ 400 HV10). Така комбінована обробка забезпечила оптимальний баланс між міцністю та пластичністю, що підтве-рджується зростанням індексу PSE порівняно з необробленим матеріалом. У більш м’яких (відпале-них) зразках, UNSM забезпечила глибшу деформацію та менш виражений градієнт твердості, однак спричинила появу поверхневих мікротріщин. Це свідчить про необхідність коригування режимів UNSM відносно вихідної твердості зразків для запобігання утворенню тріщин впродовж обробки. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Вплив концентрації NaCl на розмір наночастинок CdS в присутності ПВС [05001-1-05001-6]2) Аналіз вільної вібрації функціонально градуйованої нанопластини (Al2O3/Al): параметричний аналіз [05002-1-05002-5]
3) Електронна структура кристала Cr:ZnS, модифікована моно- та бівакансіями [05003-1-05003-6]
4) Електрофізичні властивості шаруватих структур [Ni80Fe20/SiOx)]n [05004-1-05004-5]
5) Дослідження антифрикційних електроіскрових покриттів на основі MoS2 для елементів торцевих ущільнень АЕС [05005-1-05005-7]
6) Вплив нелокальності та пористості на характеристики частотної вібрації SUS304/Si3N4 функціонально градуйованих нанопластин [05006-1-05006-5]
7) Багатодіапазонна мікросмужкова патч-антена з використанням штучного магнітного провідника зі збільшеною пропускною здатністю та коефіцієнтом підсилення для бездротових застосувань [05007-1-05007-5]
8) Аналітичний метод визначення порогової напруги на безперехідному польовому транзисторі із закритим каналом [05008-1-05008-4]
9) Рентгенівська та раманівська спектроскопія бінарних сполук кремнія (Si2)1 – x(BP)x [05009-1-05009-5]
10) Вплив концентрації нанорідин та профілю потоку на теплопередачу [05010-1-05010-6]
11) Порівняльний аналіз властивостей силіцидів марганцю [05011-1-05011-4]
12) Оптичні та структурні властивості наночастинок ZnSe [05012-1-05012-4]
13) Оптичні та магнітні властивості кремнію з бінарними наносполуками GexSi1 – x [05013-1-05013-5]
14) Дослідження працездатності резонансного перетворювача LLC для застосування в електромобілях [05014-1-05014-6]
15) Покращене виробництво термохромних плівок діоксиду ванадію на основі штучного інтелекту [05015-1-05015-6]
16) Контрольоване осадження тонких плівок ZnO методом спінінгового покриття: вплив швидкості спінінгу на мікроструктуру та прозорість плівки [05016-1-05016-8]
17) Визначення параметрів контактного поля сонячного елемента з кількома наногетеропереходами
18) p-i-n фотодіод із захисним кільцем p+ [05018-1-05018-6]
19) Мікроелектронний стимулятор зорових нервів [05020-1-05020-5]
20) Спіновий обмін d-f взаємодії в імпедансному спектрі [05021-1-05021-7]
21) Плазмонні явища у металевій нанокришці [05022-1-05022-10]
22) Вплив електромагнітного та оптичного випромінювання на фізичні та біологічні системи [05023-1-05023-4]
23) Реалізація трифазного Віденського випрямляча для застосувань постійного навантаження з використанням багатоканальної широтно-імпульсної модуляції [05024-1-05024-5]
24) Фізичні та прикладні аспекти наноматеріалів і тонких плівок у нових комунікаційних технологіях [05025-1-05025-5]
25) Аналіз продуктивності підвищувального перетворювача з використанням модельного прогнозуючого контролера [05026-1-05026-5]
26) Охолоджувальна здатність потрійних нанорідин під впливом магнітного поля [05027-1-05027-5]
27) Стабілізація дискретних лінійних систем у скінченному часі з урахуванням змінної затримки з використанням нової нерівності підсумовування [05028-1-05028-6]
28) Космологічна модель хмарних струн Біанкі III типу з об'ємною в'язкістю у загальній теорії відносності [05029-1-05029-3]
29) Ефективне видалення важких металів та органічних барвників з водних розчинів за допомогою оксиду графену, пов'язаного з марганцем: дослідження адсорбції в пакетному режимі [05030-1-05030-5]
30) Самоізольована дводіапазонна MIMO-антена для покращеного рознесення у ISM-діапазоні та для бездротового застосування [05031-1-05031-5]
31) Оптимізація планування поточного цеху для енергоефективності та сталого розвитку у виробництві напівпровідників: порівняльне дослідження алгоритмів NEH та PIG_NEH [05032-1-05032-5]
32) Багаторезонансна штучна магнітна провідна ударна монопольна антена для WBAN застосувань [05033-1-05033-5]
33) Сегментація уражень шкіри за допомогою Double U-Net Framework для покращеного вилучення ознак [05034-1-05034-5]
34) Мікросмужкова патч-антена з виїмчастими кутами для покращеної багатодіапазонної продуктивності [05035-1-05035-5]
35) Модель машинного навчання на основі штучного інтелекту для класифікації напружень у тонкоплівкових матеріалах [05036-1-05036-6]
36) Використання штучного інтелекту для прогнозування електронних структур у наночастинках [05037-1-05037-6]
37) Розробка нового методу оптимізації для оцінки поверхневих каналів на основі тонкоплівкової технології [05038-1-05038-5]
38) Експериментальні дослідження для вивчення впливу легування Ca2+, Dy3+ на структурні та оптичні властивості НЧ ZnO [05039-1-05039-6]
