Avstenitno nerjavno jeklo AISI 316L ima relativno slabe obrabne in korozijske lastnosti, zato je za nekatere aplikacije to jeklo potrebno nitrirati. Cilj tega dela je bil raziskati, ali je vpliv nitriranja enako ugoden tudi za jeklo 316L, izdelano s selektivnim laserskim taljenjem. Poprocesna obdelava je zato obsegala raztopno žarjeno pri 1060 °C in času 30 min, nizkotemperaturno nitriranje v plazmi pri 430 °C ali kombinacijo obojega. Raziskava je bila namenjena študiju mikrostruktur, ki nastajajo pri selektivnem laserskem taljenju in poprocesnem raztopnem žarjenju ter študiju nastanka nitridne in difuzijske plasti. Izvedena je bila primerjava odpornosti proti obrabi in koroziji, mikrotrdot in mikrostrukturnih sprememb med jeklom, izdelanim s selektivnim laserskim taljenjem v različnih poprocesnih stanjih ter jeklom, izdelanim s konvencionalnim postopkom izdelave. Ugotovljeno je bilo, da poprocesno nizkotemperaturno nitriranje v plazmi izboljša obrabno in korozijsko odpornost jekla, izdelanega s selektivnim laserskim taljenjem. Dosežene vrednosti so podobne vrednostim konvencionalno izdelanega in nitriranega jekla 316L. Samo raztopno žarjenje (brez nadaljnjega nitriranja) ni imelo bistvenega vpliva na omenjene lastnosti. Z raziskavo je bilo možno opisati mikrostrukturo na nano nivoju ter njeno korelacijo z obrabnimi in korozijskimi lastnostmi.
COBISS.SI-ID: 1528746
Predstavljena je podrobna analiza hibridne izdelave testnih delov iz Inconela 718 z uporabo dveh dodajnih tehnologij (AM) izdelave: selektivnega laserskega taljenja (SLM) in laserskega navarjanja (DED). Ta kombinacija omogoča izdelavo večjih delov z geometrijsko kompleksnimi strukturami, ki jih z drugimi tehnologijami ni mogoče izdelati. Vendar pa je potrebno zagotoviti skladnost mehanskih lastnosti takšnih delov. Hibridni SLM/DED deli, kot tudi individualno izdelani SLM in DED deli so bili ovrednoteni glede na mikrostrukturne in mehanske lastnosti, da bi razumeli mehanizme, ki vplivajo na te lastnosti. Uvedli smo točno prilagojen postopek raztopnega žarjenja in staranja za raztapljanje Laves-ove faze, ki je bila prisotna v DED delu in je bila odgovorna za poslabšanje mehanskih lastnosti. Za hibridni del z odličnimi lastnostmi je potrebna dobra vez med SLM in DED deloma, DED proces pa mora biti prilagojen tako, da se prepreči izločanje ?-faze. S to novo tehnologijo je možno izdelati kovinske komponente z visoko dodano vrednostjo za aplikacije v vesoljski industriji, ki svoje lastnosti pridobijo med hibridno tehnologijo izdelave.
COBISS.SI-ID: 45252611
V tej študiji smo ocenili podrobnosti o mikrostrukturi 316L nerjavnega jekla, ki je bil izdelan s tehniko selektivnega laserskega taljenja v industrijskih pogojih in jih povezali z mehanskimi lastnostmi. Uporaba tehnik elektronske mikroskopije z mikro- in nano-lestvico je pokazala, nastanek toge hierarhične mikrostrukture, ki je nastala zaradi hitrega strjevanja. Slednje je vplivalo tudi na porazdelitev legirnih elementov na mejnem območju bazena taline in na območjih z gosto dislokacijo. Meje bazena taline same po sebi niso povzročile strukturnih nepravilnosti, vendar je bilo dokazano, da imajo nekoliko drugačno kemično sestavo. Razporeditev kompleksnih dislokacijskih celic, ki so se razvile v celotnem volumnu materiala, je privedla do povečanja trdnosti jekla. Izračunana dvajsetkrat večja gostota dislokacije v primerjavi z kovanim materialom je bila povezana z zelo nizko mejo tečenja. Podobnost izračunane meje tečenja in eksperimentalno določenih parametrov strukture, smo primerjali z eksperimentalno vrednostjo kar dodatno podpirala korelacijo strukture / mehanskih lastnosti, pridobljeno v tem delu.
COBISS.SI-ID: 1529002
Vzorce Nitinola smo oksidirali z različnimi postopki, da bi izboljšali njihovo biokompatibilnost in preprečili sproščanje Ni. Razvoj plasti površinskih oksidov smo spremljali z Augerjevo elektronsko spektroskopijo (AES). Edini postopek, ki je privedel do tvorbe oksidnih filmov brez niklja, je vključeval predhodno obdelavo z vodikovo plazmo za 10 sekund, nato pa obdelavo s plazmo, sestavljeno iz 90% H2 in 10% O2. Optična emisijska spektroskopija je pokazala izjemno visoko disociacijsko frakcijo za molekule vodika in kisika pri moči razelektritve 600 W, kjer je bila svetlobna plazma koncentrirana v volumnu okoli 0,1 dm3. Izjemna kemijska reaktivnost take plazme je povzročila tvorbo oksidnega filma v približno 15 sekundah, kar pomeni, da je prišlo do zunanje oksidacije. Raziskave biokompatibilnosti, izvedene v skladu s standardnim protokolom ISO z uporabo celic L929, so pokazale odsotnost kakršnih koli citotoksičnih učinkov, ki bi lahko bili posledica stika med biološkimi materiali in nikljem. Preiskava sproščanja niklja v vzorcih, izpostavljenih Hankovi raztopini, izmerjena z ICP-OES, je pokazala zanemarljive koncentracije Ni.
COBISS.SI-ID: 21981974
Maraging jeklo 18Ni-300, izdelano s selektivnim laserskim taljenjem je bilo nitrirano v plazmi z namenom izboljašnja njegovih obrabnih in korozijskih lastnosti. Raziskan je bil vpliv predhodnega ratzopnega žarjenja, staranja ali kombinacije obojega na mikrostrukturo ter njihov vpliv na lastnosti po nitriranju. Rezultati so bili primerjani z vrednostmi, dobljenimi pri konvencionalno izdelanem jeklu 18Ni-300 z enako toplotno in termokemično obdelavo. Nitriranje v plazmi je bilo izvedeno pri enakih pogojih kot staranje (temperatura 520 °C in čas 6h), da bi raziskali možnost simultanega oziroma hkratnega procesa nitriranja in staranja. Namen raziskave je bil pridobiti poglobljeno razumevanje morfologije in kemijske sestave nitridne plasti v odvisnosti od predhodne toplotne obdelave v maraging jeklu, izdelanem s selektivnim laserskim taljenjem. Narejena je bila primerjava obrabne in korozijske odpornosti za maraging jeklo 18Ni-300, izdelano s selektivnim laserskim taljenjem ter izdelano po konvencionalnih postopkih. Rezultati so pokazali, da nitriranje brez predhodnega staranja vodi do nastanka razpok v spojinski plasti. Podana je bila razlaga nastanka razpok in por v nitridni plasti. Nitriranje predhodno toplotno obdelanega maraging jekla, izdelanega s selektivnim laserskim taljenjem pa ima ugoden vpliv na obrabne in korozijske lastnosti tega jekla.
COBISS.SI-ID: 50534915