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Optimización de Parámetros de Proceso para Acero de Alto Nitrógeno Fundido por Láser Selectivo y los Efectos en la Microestructura y Propiedades

Autores: Sun, Xin; Ren, Jianbiao; Wang, Shuhuan; Zhao, Dingguo; Xiong, Xiaojing; Rao, Jeremy Heng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Polvo de nitruro de cromo
Acero de alto nitrógeno
Parámetros del proceso
Microestructura
Propiedades mecánicas
Resistencia a la corrosión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El polvo de nitruro de cromo se mezcla con polvo prealeado para hacer un polvo sobredimensionado con una alta concentración de nitrógeno con el fin de fabricar acero de alto nitrógeno mediante fusión selectiva por láser. Al emplear un rango más amplio de parámetros de proceso, se investiga el impacto de los parámetros de proceso en la densidad relativa, la concentración de nitrógeno, la microestructura y las propiedades mecánicas del acero de alto nitrógeno. En condiciones simuladas de fluidos del cuerpo humano, se comparó y evaluó la resistencia a la corrosión del acero de alto nitrógeno, el titanio puro y el 316L. Los hallazgos demuestran que la densidad relativa del acero de alto nitrógeno inicialmente aumenta y luego disminuye con el aumento de la densidad de energía, alcanzando un alto valor del 98.8% a 148.8 J/mm3. Con el aumento de la densidad de energía, la concentración de nitrógeno disminuye. La microestructura del acero de alto nitrógeno se compone principalmente de granos columnares y celulares. Ambos tamaños de grano crecen de manera constante, pero sus características mecánicas inicialmente aumentan y luego disminuyen a medida que la densidad de energía aumenta de 83.3 a 187.3 J/mm3. Con una resistencia al rendimiento, resistencia a la tracción y elongación que alcanzan 921.9 MPa, 1205.1 MPa y 27%, respectivamente, la aleación exhibe características mecánicas sobresalientes cuando la potencia del láser es de 250 W, la velocidad de escaneo es de 700 mm/s y la densidad de energía asociada es de 148.8 J/cm3. El acero de alto nitrógeno a una densidad de energía de 148.8 J/mm3 tiene la tasa de corrosión más baja en comparación con el titanio puro y el acero 316L, lo que sugiere que la aleación HNS tendrá una buena resistencia a la corrosión en condiciones de fluidos del cuerpo humano.

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