Razvoj mikrostrukture pri izdelavi gradientnega materiala H13-Cu s tehnologijo LENS : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2014

baker   copper   Disertacije   Dodajalne tehnologije   functionally graded material   funkcionalno gradientni materiali   LENS technology   Materiali   mehanske lastnosti   microstructure   mikrostruktura   orodno jeklo   tehnologija LENS   tool steel

Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo

Tehnologija LENS predstavlja sodobno dodajalno tehnologijo nanašanja kovinskih materialov. Prikazana je idejna zasnova uporabe visokotehnoloških materialov v orodjih za brizganje umetnih mas ter orodjih za tlačno litje lahkih kovin in njihovih zlitin, izdelanih z omenjeno tehnologijo. V praksi se pogosto zgodi, da pride med strjevanjem do odstopanj dimenzijskih in oblikovnih toleranc izdelka zaradi neenakomerne porazdelitve temperature v orodju ter posledično v izdelku med ohlajanjem. Hkrati pa toplotna prevodnost orodnih jekel omejuje čas ohlajanja ter posledično produktivnost orodij. Obravnavana problematika sinteze zlitine orodnega jekla H13 in bakra v funkcionalno gradientnih materialih s specifično mikrostrukturo in kombinacijo lastnosti predstavlja nove možnosti optimizacije na tem področju. V disertaciji je predstavljen vpliv plastne gradnje in termičnih pogojev tehnologije LENS na razvoj mikrostrukture in posledično na mehanske lastnosti. Za boljše razumevanje zlitinskega sistema smo okarakterizirali referenčne vzorce, izdelane s tehnologijo litja, kjer smo se približali ravnotežnemu strjevanju. Z uporabo različnih analiznih metod smo določili fazne sestave ter vpliv tehnologije na tvorbo razpok in razvoj mikrostrukture v odvisnosti od kemijske sestave in razmer pri strjevanju. Na področju kemijskih sestav, ki so dovzetne za nastanek razpok, smo odkrili mehanizem zalitja razpok, ki je posledica popolnega močenja bakra in temperaturnih razmer pri nanosu novih plasti. Za razumevanje vpliva faznih sestav na mehanske lastnosti zlitin so bili izvedeni natezni preizkusi ter meritve mikrotrdot. Rezultati kažejo možnost uspešne izdelave vzorcev funkcionalno gradientnih materialov H13-Cu s tehnologijo LENS. Pojasnjen je vpliv pogojev strjevanja na razvoj mikrostrukture ter postavljen model razvoja in stabilnosti mikrostrukture v trdnem.

08.08.2023