کاربرد ورق استیل

مقدمه:

روش تولید افزوده (AM) به دلیل توانایی آن در چاپ قطعات پیچیده با استفاده از مواد سخت ماشین، به سرعت در حال تبدیل شدن به یک فناوری ساخت انتخابی برای صنعت هوافضا و پزشکی است. با نیاز به شرکت در انقلاب صنعتی چهارم (4IR)، علاقه به استفاده از فناوری‌های نوآورانه و سازگار مانند تولید مواد افزودنی برای توسعه مواد مهندسی پیشرفته برای استفاده در صنایع مهندسی مانند نفت، خودرو، هسته‌ای، شیمیایی، دریایی و بخش هوافضا افزایش یافته است. فناوری AM تکنیکی است که به طور گسترده برای ساخت قطعات متراکم از داده های تصویر سه بعدی از طریق تکنیک لایه به لایه، که ذرات پودر ماده اولیه را با استفاده از پرتو لیزر یا منابع گرمای الکترونی حل می کند، پذیرفته شده است. بدین ترتیب می توان قطعاتی با شکل ها و هندسه های پیچیده را در یک مرحله بدون نیاز به ابزار پرهزینه یا مونتاژ قطعات مختلف ساخت. رسوب مستقیم انرژی (DED) یک دسته از تکنیک چاپ سه بعدی فلزی است که اغلب برای ساخت قطعات فلزی سه بعدی با استحکام و شکل پذیری بالا از یک مدل جامد طراحی به کمک کامپیوتر استفاده می شود. این تکنیک یک فضای پردازش استثنایی را برای تولید افزودنی‌ها فراهم می‌کند و به وضوح اندازه‌های ویژگی‌های مختلف که با اندازه پودر و قدرت لیزر تعریف می‌شوند، با مزیت تحویل پودر بر اساس تقاضا، اجازه می‌دهد تا ضایعات مواد را کاهش دهد. قطعات از مواد مختلفی ساخته شده‌اند که شامل ورق استیل، فولادهای کم آلیاژ و تیتانیوم می‌شود.

کاربرد ورق استیل:

ورق استیل آلیاژی از فولاد و کروم است و ویژگی مقاومت در برابر خوردگی کمتری نسبت به فولاد کربنی و سایر آلیاژهای معمولی دارد. مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته از ترکیب 12٪ کروم به دست می آید، حتی اگر نسبت تقریبی 18٪ در گریدهای غالب مورد استفاده گزارش شده است. این امر استفاده از آن ها را در بیشتر کاربردهای سازه ای و سایر کاربردهای مرتبط با مهندسی به طرز فوق العاده ای افزایش داده است. گزارش شده است که این گرید فولادی به دلیل مقاومت در برابر سایش و خوردگی در ابزارهای پروانه، مخازن تحت فشار و دروازه های پمپ استفاده شده است. با این حال، عملکرد آنها به دلیل اثر همزمان مکانیسم های سایش و خوردگی کاهش می یابد. بنابراین، سایش و خوردگی شدید در چندین کاربرد مهندسی می تواند طول عمر  قطعه ورق استیل 410 را کاهش دهد. از نظر رفتار خوردگی، روش‌های سنتی ساخت طبق گزارش‌ها نسبت به خوردگی بین دانه‌ای در ورق استیل حساس‌تر هستند، که دلیل دیگری برای توسعه سریع فناوری‌های پیشرفته مانند AM است. شروع گودال ها و رفتار انتشار 410 SS در مقایسه با ورق های استیل آستنیتی 300 به طور گسترده مورد بررسی قرار نگرفته است. کرل و همکارانش رفتار خوردگی ورق استیل AISI 410 را در محیط اسید هیدروکلریک رقیق (HCL) در دماهای مختلف بررسی کردند. طبق گزارش ها، خوردگی عمومی در ورق استیل410 زمانی رخ داد که pH الکترولیت HCl در 1.5 با پتانسیل خوردگی کم حفظ شود. همچنین، خوردگی حفره‌ای در الکترولیت هیدروکلراید رقیق (2.25 ≤ pH ≤ 4.25) رخ داد. گزارش شده است که یون کلرید تهاجمی موجود در الکترولیت آزمایشی بر رفتار خوردگی ورق استیل مارتنزیتی 410 تأثیر می گذارد. نتایج به دست آمده در هر محیطی مانند اسید فسفریک و سولفوریک، کلرید سدیم و کلرید آهن مشابه است. گزارش شده است که اجزای ورق استیل تولید شده با سطح تخلخل پایین اغلب رفتار خوردگی بهبود یافته ای را در مقایسه با گریدهای ورق های استیل که به طور سنتی تولید می شوند، نشان می دهند.

فرآیند DED ورق استیل:

فرآیند DED یک حوضچه مذاب ایجاد می کند که سیم یا پودر فلزی از طریق منبع انرژی با شدت بالا به داخل آن تزریق می شود. توانایی این فرآیندها در ساخت مواد نانوساختار و اجزای درجه بندی شده عملکرد آنها را در بیشتر صنایع مهندسی برجسته کرده است. علیرغم مزایای برجسته، پاشنه آشیل DED از نظر خواص مکانیکی و دقت ابعادی کاهش می یابد. این چالش در نتیجه اختلاف دما ناشی از ذوب سریع و انجماد در طول ساخت است. بنابراین بررسی تاثیر این اختلاف حرارتی بر روی خواص لایه های مختلف تشکیل شده از ابتدا تا انتهای فرآیند چاپ ضروری است. مقالات جدید بر رفتار خوردگی قطعات فولادی ضد زنگ 410 ساخته شده با استفاده از فناوری DED-LENS تمرکز دارند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی