ناقش معهد الليزر للدراسات العليا أطروحة الدكتوراه
“دراسة الخصائص الميكانيكية لسبيكة Co24.7C
r5W5.4Mo محضرة بطريقة ذوبان الليزر الانتقائي “
للطالبة رغد احمد عبد الرزاق و اشراف الأستاذ المساعد دكتور زياد اياد طه.
الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) هي عملية تصنيعية معرفة على نطاق واسع بأنها من تقنيات التصنيع للمواد المضافة المعدنية والتي لها القدرة على تصنيع اجسام واجزاء معدنية ذات أشكال هندسية معقدة ودقيقة. أظهرت استخدام تكنولوجيا التصنيع هذه نتائج واعدة في التطبيقات الطبية مثل إنتاج الزرعات الطبية الحيوية وتحديدًا تلك القطع المصنعة من سبيكة الكوبلت-كروم-مولبيدينوم-تنكستن Co24.7Cr5Mo5.4W. من الشروط الضرورية عند تصنيع المواد بتقنية SLM هو ضمان الحصول على الكيان الواحد للمنتج وبالخواص الميكانيكية العالية. لتحقيق البنية المجهرية السليمة والخصائص الميكانيكية المطلوبة من المهم الحصول على فهم شامل لتقنيات التحكم في العمليات المستخدمة في SLM تجريبياً.
في العمل الحالي تم انتاج مجموعة من العينات بواسطة SLMوبمعلمات تشغيل مختلفة حيث تراوحت سرعة المسح تتراوح من 700 – 1000 mm/s وبتباعد المسار والذي يتراوح من 0.06 إلى 0.08 mm بينما المعلمات الأخرى كانت ثابتة مثل طاقة الليزر عند 100 W و سماكة طبقة المسحوق عند 25 μm والبناء بالاتجاه الصفري.
الهدف الأساسي من التجارب المنفذة هو تقييم تأثير سرعة المسح وتباعد المسار على خواص النماذج المصنعة للعينات والتي شملت صفات البنية المجهرية والخواص الميكانيكية وسلوك التاكل الميكانيكي ومقاومة التآكل الكهروكيميائي وخشونة السطح وخصائص البلي التآكلي.
انخفضت قيم الكثافة النسبية لعينات سبيكة الكوبلت-كروم-مولبيدينوم-تنكستن Co24.7Cr5Mo5.4W من 98.2% إلى 94.4% عند 700 mm/s بسبب زيادة المسامية وتقليل التعرض لليزر وعند نفس السرعة تم تحقيق الحد الأقصى للكثافة النسبية. يمكن أن يؤدي تغيير تباعد المسارات إلى تحسين سرعة البناء وتقليل الكثافة النسبية.
أظهرت العينات ذات سرعات المسح المختلفة قيم صلادة متفاوتة حيث زادت قيم الصلادة مع زيادة سرعة المسح بالليزر. تم تسجيل قيمة صلادة 420 HV عند أدنى سرعة 700 mm/s بينما كانت أعلى قيمة هي 530 HV عند 1000 mm/s. انخفضت قوة الشد لسبائك Co24.7Cr5Mo5.4W مع انخفاض سرعة المسح بالليزر وذلك بسبب اختلافات حجم الحبيبات وارتفاع معدل التبريد. عند سرعة المسح المنخفضة 700 mm/s سجلت العينات أقل قيمة معامل الاحتكاك (COF) حيث بلغت 0.36 في حين كانت القيمة اعلى وهي 0.43 عند سرعة mm/s 1000. تؤثر سرعة المسح ايضا على الخصائص التربيولوجية مما ادى الى ظهور مسارات غير منتظمة وخشونة بالسطح. تبين ان هناك علاقة طردية بين مقاومة تآكل العينات وسرعات المسح بالليزر، حيث أظهرت قيم Ecorr المسجلة للسرع الموظفة في التجارب انخفاضًا في كثافة تيار التآكل Icorr مع الزيادة في سرعة المسح السرعة من 700 إلى 1000 mm/s. كما أظهرت العينة عند سرعة المسح mm/s 1000 خصائص وقائية البلي التآكلي بسبب انخفاض حجم الحبيبات وتعزيز قدرات التآكل السطحي وتشكيل طبقة واقية. ويرتبط هذا الانخفاض في احتمالية التآكل ارتباطًا وثيقًا بالزيادة التدريجية في سرعات المسح بالليزر.
