Влияние продолжительности термической обработки на структуру и фазовый состав образцов сплава Co-Cr-Mo, полученных с помощью аддитивных технологий

М.А. Химич ORCID logo , Е.А. Ибрагимов, А.И. Толмачев, В.В. Чебодаева, П.В. Уваркин, Н.А. Сапрыкина ORCID logo , А.А. Сапрыкин, Ю.П. Шаркеев ORCID logo показать трудоустройства и электронную почту
Получена 17 сентября 2021; Принята 12 января 2022;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: М.А. Химич , Е.А. Ибрагимов , А.И. Толмачев , В.В. Чебодаева , П.В. Уваркин , Н.А. Сапрыкина , А.А. Сапрыкин , Ю.П. Шаркеев. Влияние продолжительности термической обработки на структуру и фазовый состав образцов сплава Co-Cr-Mo, полученных с помощью аддитивных технологий. Письма о материалах. 2022. Т.12. №1. С.43-48
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-1-43-48

Аннотация

LPBF of multiple sieved powder of Co-28 wt.% Cr-6 wt.% Mo leads to the formation of samples with inclusions of Cr and Mo within the bulk. Increasing the duration of annealing post-treatment leads to the initiation of diffusion processes, which, in its turn, leads to the gradual dissolution of Cr and Mo inclusiuonsСелективное лазерное сплавление (СЛС) требует применения порошков с особыми характеристиками. Этими характеристиками являются форма частиц, близкая к сферической, однородный элементный состав, типичный размер частиц 5 – 70 мкм и т. д. Такие порошки получают методами сфероидизации. У них есть такие недостатки, как высокая стоимость и продажа только в больших количествах. Имеются публикации, описывающие применение при СЛС порошков, полученных методами, альтернативными сфероидизации. В настоящем исследовании для производства порошковой смеси Co-Cr-Mo использовались порошки чистого исходного Co, Cr и Mo. Образцы сплава Co-28 мас.% Cr-6 мас.% Mo были изготовлены методом СЛС из этой порошковой смеси. Из-за разницы температур плавления Co, Cr и Mo в объеме образцов образовались включения Cr и Mo. Представлены исследования фазового и элементного состава, структуры и микротвердости образцов в исходном состоянии и после постобработки различной продолжительности. Полученные образцы имеют неоднородный элементный состав и представлены основной фазой на основе Со. Увеличение продолжительности отжига приводит к последовательному растворению нерасплавленных включений Cr и Mo. Полное растворение частиц Cr наблюдалось через 10 часов обработки, а полное растворение частиц Mo через 20 часов отжига не наблюдалось. Микротвердость изменяется нелинейно с увеличением продолжительности отжига. Это связано с фазовыми превращениями и диффузионными процессами, происходящими при таком виде пост-обработки. Полное растворение Мо-частиц может быть достигнуто при еще большем увеличении продолжительности отжига или при изменении режима ЛНП.

Ссылки (40)

1. Z. Zhang, X. Yao, P. Ge. Int. J. Mech. Sci. 166, 105230 (2020). Crossref
2. G. Baudana, S. Biamino, D. Ugues, M. Lombardi, P. Fino, M. Pavese, C. Badini. Met. Powder Rep. 71, 193 (2016). Crossref
3. L. Ardila, F. Garciandia, J. González-Díaz, P. Álvarez, A. Echeverria, M. Petite, R. Deffley, J. Ochoa. Phys. Procedia. 56, 99 (2014). Crossref
4. D. Beckers, N. Ellendt, U. Fritsching, V. Uhlenwinkel. Adv. Powder Technol. 31 (1), 300 (2020). Crossref
5. D.-R. Eo, S.-H. Park, J.-W. Cho Mater. Des. 155, 212 (2018). Crossref
6. S. Özbilen, A. Ünal, T. Sheppard. Powder Metall. 34 (1), 53 (1991). Crossref
7. Q. Bao, Y. Yang, X. Wen, L. Guo, Z. Guo. Mater. & Design. 199, 109382 (2021). Crossref
8. G. Chen, S. Zhao, P. Tan, J. Wang, C. Xiang, H. Tang. Powder Technol. 333, 38 (2018). Crossref
9. Y. Nie, J. Tang, J. Teng, X. Ye, B. Yang, J. Huang, S. Yu, Y. Li. Adv. Powder Technol. 31 (7), 2912 (2020). Crossref
10. K. Zhuravleva, S. Scudino, M. S. Khoshkhoo, A. Gebert, M. Calin, L. Schultz, J. Eckert. Adv. Eng. Mater. 15 (4), 262 (2013). Crossref
11. C. Suryanarayana. Prog. Mater. Sci. 46, 1 (2001). Crossref
12. M. A. Surmeneva, A. Koptyug, D. Khrapov, Yu. F. Ivanov, T. Mishurova, S. Evsevleev, O. Prymak, K. Loza, M. Epple, G. Bruno, R. A. Surmenev. J. Mater. Process. Technol. 282, 116646 (2020). Crossref
13. M. A. Khimich, K. A. Prosolov, T. Mishurova, S. Evsevleev, X. Monforte, A. H. Teuschl, P. Slezak, E. A. Ibragimov, A. A. Saprykin, Z. G. Kovalevskaya, A. I. Dmitriev, G. Bruno, Y. P. Sharkeev. Nanomater. 11, 1159 (2021). Crossref
14. I. Polozov, V. Sufiiarov, A. Popovich, D. Masaylo, A. Grigoriev. J. Alloys and Compounds. 763, 436 (2018). Crossref
15. L. Bolzoni, T. Weissgaerber, B. Kieback, E. M. Ruiz-Navas, E. Gordo. J. Mechan. Behav. Biomed. Mater. 20, 149 (2013). Crossref
16. G. Wang, J. Yang, X. Jiao. Mater. Sci. Eng. A. 654, 69 (2016). Crossref
17. C. Z. Hargather, S.-L. Shang, Z.-K. Liu. Data in Brief. 20, 1537 (2018). Crossref
18. C. P. Heijwegen. Diffusion in the binary systems of molybdenum with nickel, iron and cobalt. Technische Hogeschool Eindhoven (1973). Crossref
19. M. Zhang, Y. Yang, C. Song, Y. Bai, Z. Xiao. J. Alloys and Compounds. 750, 878 (2018). Crossref
20. C. Song, M. Zhang, Y. Yanga, D. Wang, Y. Jia-kuo. Mater. Sci. Eng. A. 713, 206 (2018). Crossref
21. C. Song, H. Park, H. Seong, H. F. Lo´pez. Metall. Mater. Transac. A. 37A, 3197 (2006). Crossref
22. H. F. Lo´pez, A. J. Saldivar-Garcia. Metall. Mater. Transac. A. 39A, 8 (2008). Crossref
23. K. Ueki, Y. Kurihara, S. Mineta, Alfirano, K. Ueda, S. Namba, T. Yoneda, T. Narushima. Mater. Transac. 57 (12), 2048 (2016). Crossref
24. S. Kurosu, N. Nomura, A. Chiba. Mater. Transac. 47 (8), 1961 (2006). Crossref
25. A. Chiba, N. Nomura, Y. Ono. Acta Materialia. 55, 2119 (2007). Crossref
26. Y. Kajima, A. Takaichi, N. Kittikundecha, T. Nakamoto, T. Kimura, N. Nomura, A. Kawasaki, T. Hanawa, H. Takahashi, N. Wakabayashi. Mater. Sci. Eng. A. 726, 21 (2018). Crossref
27. M. A. Khimich, E. A. Ibragimov, N. A. Saprykina, Yu. P. Sharkeev, A. A. Saprykin. AIP Conf. Proc. 2310, 020144 (2020). Crossref
28. F. Z. Hassani, M. Ketabchi, S. Bruschi, A. Ghiotti. J. Mater. Sci. 51, 4495 (2016). Crossref
29. M. A. Khimich, E. A. Ibragimov, V. V. Chebodaeva, A. A. Saprykin, Yu. P. Sharkeev. SSP. “Mater. Process. Technol.” (2021). In press.
30. M. Béreš, C. C. Silva, P. W. C. Sarvezuk, L. Wu, L. H. M. Antunes, A. L. Jardini, A. L. M. Feitosa, J. Žilková, H. F. G. de Abreu, R. M. Filho. Mater. Sci. Eng. A. 714, 36 (2018). Crossref
31. C. P. Emerson. The Microstructure and the Electrochemical Behavior of Cobalt Chromium Molybdenum Alloys from Retrieved Hip Implants, FIU Electronic Theses and Dissertations. 2230. (2015). Crossref
32. Y. Chen, Y. Li, S. Kurosu, K. Yamanaka, N. Tang, Y. Koizumi, A. Chiba. Wear. 310, 51 (2014). Crossref
33. Y. Yamashita, Y. Li, E. Onodera, H. Matsumoto, A. Chiba. Mater. Transac. 51 (9), 1633 (2010). Crossref
34. J. B. Forsyth, L. M. d’ Alte da Veiga. Acta Crystallographica. 15 (6), 543 (1962). Crossref
35. S. Kurosu, H. Matsumoto, A. Chiba. Metall. Mater. Transac. A. 41A, 2613 (2010). Crossref
36. D. S. Bloom, J. W. Putman, N. J. Grant. J. Met. 4, 626 (1952). Crossref
37. E. N. Akhmedov. Physica B: Cond. Matter J. 571, 252 (2019). Crossref
38. W. Wang, F. Yin, M. Zhang, M. Zhao, Z. Li. JPEDAV. 35, 544 (2014). Crossref
39. S. Parshorov, R. Lazarova. J. Mater. Sci. Technol. 22 (3), 183 (2014).
40. Y. Zhang, X. Jiang, H. Sun, Z. Shao. Nanotechnol. Reviews. 9, 580 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Regional foundation for basic research and Tomsk Region - 19-48-700022