Структура 3D образца типа «рамка-мост» сплава NiTi, наплавленного на низкоуглеродистую подложку методом электродуговой послойной наплавки

Н.Н. Реснина, И.А. Палани, П.С. Люльчак ORCID logo , С.П. Беляев, С.С. Мани Прабу, С. Джайячандран, В.Д. Калганов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 22 июля 2020; Исправлена: 22 августа 2020; Принята: 03 сентября 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Н.Н. Реснина, И.А. Палани, П.С. Люльчак , С.П. Беляев, С.С. Мани Прабу, С. Джайячандран, В.Д. Калганов. Структура 3D образца типа «рамка-мост» сплава NiTi, наплавленного на низкоуглеродистую подложку методом электродуговой послойной наплавки. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.496-500
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-496-500

Аннотация

The structure of the 3D frame-bridge NiTi sample produced by wire arc additive manufacturing is more complex than the structure of the simple “walls”.3D образец типа «рамка-мост» был получен методом электродуговой послойной наплавки проволоки сплава с памятью формы Ni50.9Ti49.1 диаметром 1.2 мм на подложку из низкоуглеродистой стали. Трехслойный образец состоял и прямоугольной рамки и трех мостиков. Методами оптической и сканирующей электронной микроскопии с использованием метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии исследовали структуру и химический состав в слоях трех различных зон: рамки, мостика и стыка рамки с мостиком. Показано, что структура рамки и мостика вдали от стыка близка к структуре «стенок», получаемых методом электродуговой послойной наплавки: столбчатые зерна растут поперек слоев, а на свободной поверхности верхнего слоя образуются равноосные зерна. Структура стыка между рамкой и мостиком существенно отличается от структуры «стенок»: со стороны рамки столбчатые зерна растут как поперек слоя, так и вдоль него. Со стороны мостика столбчатые зерна обнаружены только в первом слое. Исследование химического состава слоев показало, что железо и углерод попадают из подложки в расплав TiNi. Это приводит к образованию карбида титана во всех слоях, что упрочняет сплав. Внедрение атомов железа в фазу NiTi полностью подавляет мартенситные переходы.

Ссылки (13)

1. W. E. Frazier. J. Mech. Eng. Perform. 23, 1917 (2014). Crossref
2. T. DebRoy, H. L. Wei, J. S. Zuback, T. Mukherjee, J. W. Elmer, J. O. Milewski, A. M. Beese, A. Wilson-Heid, A. De, W. Zhang. Progress Mater. Sci. 92, 112 (2018). Crossref
3. E. V. Melnikov, E. G. Astafurova, S. V. Astafurov, G. G. Maier, V. A. Moskvina, M. Yu. Panchenko, S. V. Fortuna, V. E. Rubtsov, E. A. Kolubaev. Letter on Materials. 9 (4), 460 (2019). Crossref
4. K. Otsuka, X. Ren. Progress Mater. Sci. 50, 511 (2005). Crossref
5. A. I. Razov. Phys. Met. Metal. 97, 97 (2004).
6. V. Brailovski, F. Trochu. Bio-Medical Materials and Engineering. 6, 291 (1996). Crossref
7. L. Petrini, F. Migliavacca. Journal of Metallurgy. 2011, 501483 (2011). Crossref
8. M. Elahinia, N. S. Moghaddam, M. T. Andani, A. Amerinatanzi, B. A. Bimber, R. F. Hamilton.Progress Mater. Sci. 83, 630 (2016). Crossref
9. S. Vock, B. Klöden, A. Kirchner, T. Weißgärber, B. Kieback.Prog. Addit. Manuf. 4, 383 (2019). Crossref
10. H. Taheri, L. Koester, T. Bigelow, P. C. Collins. J Addit Subtractive Mater Manuf. 2, 172 (2017). Crossref
11. B. Wu, Z. Pan, D. Ding, D. Cuiuri, H. Li, J. Xu, J. Norrish. J Manuf. Proces. 35, 127 (2018). Crossref
12. J. Wang, Z. Pan, G. Yang, J. Han, X. Chen, H. Li.Mater. Sci. Eng. A. 749, 218 (2019). Crossref
13. Z. Zeng, B. Q Cong, J. P. Oliveira, W. C Ke, N. Schell, B. Peng, Z. W. Qi, F. G Ge, W. Zhang, S. S. Ao. Additive manuf. 32, 101051 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование