Лазерна модифікація поверхні кованого та виготовленого LPBF-друком біомедичного сплаву Co-28Cr-6Mo: вплив на наноіндентування та трибологічні властивості
| Автори | Б.В. Єфременко1 , Ю.Г. Чабак1,2, В.Г. Єфременко1,2, 3 , Ф. Кромка2 , І.М. Олійник1, В.А. Шаломєєв4, О.В. Цветкова1 , А.В. Джеренова1 |
| Афіліація |
1Приазовський державний технічний університет, 49044 Дніпро, Україна 2Інститут матеріалознавства, Словацька академія наук, 04001 Koшице, Словаччина 3Міжнародний науково-дослідний інститут технології сталі, Уханський університет науки та технології, 430081 Ухань, Китай 4Національний університет «Запорізька політехніка», 69063 Запоріжжя, Україна |
| Е-mail | efremenko_b_v@pstu.edu |
| Випуск | Том 16, Рік 2024, Номер 4 |
| Дати | Одержано 28 травня 2024; у відредагованій формі 10 серпня 2024; опубліковано online 27 серпня 2024 |
| Цитування | Б.В. Єфременко, Ю.Г. Чабак, В.Г. Єфременко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 16 № 4, 04022 (2024) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.16(4).04022 |
| PACS Number(s) | 42.62.Cf, 62.20.Qp, 61.66.Dk, 64.70.Kb |
| Ключові слова | Сплав Co-28Cr-6Mo, Плавлення лазерного порошку, Оплавлення лазерним променем, Зношування тертям ковзанням, наноіндентування (4) . |
| Анотація |
В даній роботі розглянуто вплив модифікації поверхні лазерним променем на мікромеханічні та трибологічні властивості біомедичного сплаву Co-28Cr-6Mo, виготовленого за різними технологіями: (а) лиття+гаряча деформація та (б) 3D-друк за схемою лазерного порошкового сплавлення (Laser Powder Bed Fusion – LPBF). Поверхню деформованого та LPBF зразків оплавляли лазерним променем потужністю 400 Вт при скануванні зі швидкістю 5 мм с – 1 (використано волоконний лазер «TruFiber 400» (TRUMPF), довжина хвилі – 1064 нм). Дослідження проводили за допомогою оптичної (GX71, OLYMPUS) та електронної скануючої мікроскопії (JSM-7000F, JEOL), рентгенівської дифрактометрії (X'Pert PRO, PANalytical, Cu-K(), наноіндентування (“G200 Nano Indenter”, Agilent Technologies) та випробувань на зношування тертям за схемою “Ball (Al2O3)-on-Plate” в середовищі, що імітує рідину людського тіла. Встановлено, що лазерна обробка привела до формування модифікованого (переплавленого) шару товщиною 500-550 мкм, що переважно складався із (Co (HCP) фази та мав дисперсну дендритну будову. Розмір дендритів у перерізі коливався від 5-12 мкм (у первинних осях) до 1,5-6,0 мкм – у вторинних осях, що набагато менше середнього розміру зерен у деформованому сплаві (44 мкм). Лазерна обробка підвищила твердість і межу текучості деформованого сплаву на 23 % (до 5,21 ГПа), а також зменшила його об’ємний знос на 25 %. В той же час, лазерна модифікація оплавленням практично не змінила мікромеханічні і трибологічні властивості LPBF сплаву, оскільки не відбулося подрібнення його мікроструктури відносно вихідного (немодифікованого) стану. Втім, лазерне оплавлення може бути корисним для 3D-друкованого Co-28Cr-6Mo сплаву, оскільки воно забезпечує ущільнення структури в модифікованому шарі шляхом ліквідації пористості, характерної для виробів, виготовлених за технологією LPBF. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Імпедансна спектроскопія наноплівок Fe, вирощених у магнітному полі на Gd2O3 і склі [04001-1-04001-7]2) Модель струму стоку на основі опору оточеного каналу польового транзистора [04002-1-04002-5]
3) Перехід до спектру 6G за допомогою моделі антени MIMO [04003-1-04003-5]
4) Дослідження зв’язків між фазовим складом та мікроструктурою в полімерних нанокомпозитах: інтелектуальний підхід [04004-1-04004-5]
5) Аналіз зростання 2D тонких плівок перехідного металу на графенових підкладках на основі кластеризації методом молекулярно-променевої епітаксії [04005-1-04005-6]
6) Широка смуга пропускання 0,3 ТГц в 6G антені з високим коефіцієнтом підсилення [04006-1-04006-5]
7) Техніка керування нелінійною похідною Лі для покращеного регулювання напруги в зворотно-ходовому перетворювачі [04007-1-04007-6]
8) Мінімізація геометричної дії на основі нового підходу для прогнозування рідкісних та екстремальних подій у нерівноважних системах [04008-1-04008-5]
9) Design and Implementation of Wireless Multiple Agriculture Robot [04009-1-04009-4]
10) Самоізольована 4-портова UWB MIMO антена з подвійним L-прорізом і характеристиками ширшого діапазону [04010-1-04010-5]
11) Модифікація золотого електрода з Nafion/WO3 для виявлення оксалат-іонів [04011-1-04011-4]
12) Розробка мініатюрного двосмугового мікросмужкового фільтра на основі C-подібних метаматеріальних резонаторів для радіочастотних/мікрохвильових застосувань [04012-1-04012-5]
13) Дослідження моделювання пластин поля потоку паливного елемента з мембраною полімерного електроліту [04013-1-04013-4]
14) Дослідження впливу електромагнітного та оптичного випромінювання на фізичні та біологічні об’єкти та зменшення артефактів за допомогою ітеративної реконструкції на основі моделі [04014-1-04014-5]
15) Удосконалені системи керування навігацією для автономних мобільних роботів, які використовують технологію 3D Lidar [04015-1-04015-5]
16) Дослідження теплових характеристик матеріалів тепловідводу з функціональними градаціями для електронних пристроїв з нанохарактеристиками [04016-1-04016-5]
17) Гібридна багатодіапазонна мікросмугова патч-антена для бездротового зв’язку [04017-1-04017-5]
18) Нова методологія на основі ШІ для прогнозування властивостей опору та температури надпровідних плівок за допомогою наноматеріалів [04018-1-04018-6]
19) Портативна МІМО-антена для додатків моніторингу здоров’я [04019-1-04019-4]
20) Конструкція низькопрофільної мікросмужкової антени на основі метаповерхні з високим коефіцієнтом посилення для систем бездротового зв’язку 5G [04020-1-04020-5]
21) Вплив параметрів процесу точкового зварювання з перемішуванням тертям на міцність зварного шва для алюмінієвих сплавів [04021-1-04021-5]
22) Вплив матеріалу підкладки на структурні властивості плівок телуриду кадмію [04023-1-04023-8]
23) Взаємодоповнюваність евристичних та когнітивних метамоделей гібридний підхід [04024-1-04024-10]
24) Аналіз теплових процесів в теплообмінній установці комбінованої фотоелектричної установки з концентрацією сонячної радіації [04025-1-04025-7]
25) Ефективний час життя неосновних носіїв заряду в двошаровому макропористому кремнії [04026-1-04026-7]
26) Метод підвищення механічних характеристик засобів морського транспорту за рахунок екологічно чистої наномодифікації епоксидних композитів [04027-1-04027-10]
27) Електричні властивості та фотовідгук гетеропереходу NiFe2O4/InSe [04028-1-04028-4]
28) Динаміка анізотропних всесвітів у космологічній моделі LRS Б'янкі типу-V з ідеальною рідиною в загальній життєздатній не мінімально пов’язаній f(R, T) гравітації [04030-1-04030-7]
29) Структура та властивості багатошарових покриттів, отриманих хромотитануванням [04031-1-04031-4]
30) Патч-антена у формі три-Шакті з круговою поляризацією для систем зв’язку 5G міліметрових хвиль [04032-1-04032-4]
31) Порогові умови для 1-D моделі лазера з частково активною областю [04033-1-04033-8]
32) Деякі кінетичні особливості формування високоентропійного оксиду Co0.2Ni0.2Cu0.2Mg0.2Zn0.2O [04034-1-04034-6]
33) Експериментальний стенд для вивчення джерел позитивних та негативних іонів [04035-1-04035-5]
34) Електронна структура та термоелектричні властивості кристала β-Ag8GeSe6, розраховані за методом теорією функціоналу густини [04036-1-04036-6]
35) Аналіз білкових композицій на штучних наноматеріалах за допомогою штучного інтелекту [04037-1-04037-5]
36) Напівкругла монопольна антена з високим коефіцієнтом посилення FSS для додатків 5G [04038-1-04038-5]
