Magnetic properties of 09G2S steel, manufactured by selective laser melting and cyclically deformed by tension

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Low-cycle fatigue tests in the elastic-plastic strain region of 09G2S steel specimens manufactured with a laser 3D printer by selective laser melting method (SLS steel) were carried out. The major hysteresis loops and field dependences of the reversible magnetic permeability were measured. It has been established that normalization at 980 °C (1 hour) reduces the ultimate strength of steel 09G2S in 2 times (502 MPa) and increases the relative elongation almost 6 times (34.6%), bringing this steel closer to cast steel 09G2S. The magnetic properties (Нс, Br, µmax) of cast and SLM normalized steel before and after cyclic tests are similar. The main changes in these properties of both cast and SLM steel are observed at the initial stage of low-cycle tests, a further increase in the number of cycles (up to the destruction of the tested samples) does not lead to their significant change. The nature of the change in the magnetoelastic field Hσ, determined from the experimental field dependences of the reversible magnetic permeability, during low-cycle tests for cast and SLM steels is radically different: for cast 09G2S steel the magnetoelastic field Hσ practically does not change with increasing number of cycles, whereas for SLM 09G2S steel a sharp increase of Hσ value by 30% is observed during the first test cycles, which is most likely associated with an increase in residual mechanical stresses.

Sobre autores

A. Stashkov

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Email: stashkov@imp.uran.ru
Yekaterinburg, Russia

A. Nichipuruk

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Yekaterinburg, Russia

E. Schapova

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Yekaterinburg, Russia

N. Gordeev

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Yekaterinburg, Russia

I. Vshivtsev

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Yekaterinburg, Russia

N. Kazantseva

M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Yekaterinburg, Russia

Bibliografia

  1. Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Ковалев А.В. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник / Под ред. В.В. Клюева. М., 2005.
  2. Yusuf S.M., Cutler S., Gao N. Review: The Impact of Metal Additive Manufacturing on the Aerospace Industry // Metals. 2019. V. 9. P. 1286.
  3. Gisario A., Kazarian M., Martina F., Mehrpouya M. Metal Additive Manufacturing in the Commercial Aviation Industry: A Review // Journal of Manufacturing Systems. 2019. V. 53. P. 124-149.
  4. Bhavar V., Kattire P., Patil V., Khot S., Gujar K., Singh R. A Review on Powder Bed Fusion Technology of Metal Additive Manufacturing / Additive Manufacturing Handbook. CRC Press, 2017.
  5. Blakey-Milner B., Gradl P., Snedden G., Brooks M., Pitot J., Lopez E., Leary M., Berto F., du Plessis A. Metal Additive Manufacturing in Aerospace: A Review // Materials & Design. 2021. V. 209. P. 110008.
  6. Ничипурук А.П., Сташков А.Н., Щапова Е.А., Казанцева Н.В., Макарова М.В. Структура и магнитные свойства стали 09Г2С, полученной методом селективного лазерного сплавления // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. Вып. 11. С. 1719-1724.
  7. Masoomi M., Shamsaei N., Winholtz R.A., Milner J.L., Gnäupel-Herold T., Elwany A., Mahmoudi M., Thompson S.M. Residual stress measurements via neutron diffraction of additive manufactured stainless steel 17-4 PH // Data in Brief. 2017. V. 13. P. 408-414.
  8. Ronneberg T., Davies C.M., Hooper P.A. Revealing relationships between porosity, microstructure and mechanical properties of laser powder bed fusion 316L stainless steel through heat treatment // Materials and Design. 2020. V. 189. P. 108481.
  9. Park J.M., Choe J., Kim J.G., Bae J.W., Moon J., Yang S., Kim K.T., Yu J.H., Kim H.S. Superior tensile properties of 1%C-CoCrFeMnNi high-entropy alloy additively manufactured by selective laser melting // Materials Research Letters. 2020. V. 8. P. 1-7.
  10. Zhu Z.G., An X.H., Lu W.J., Li Z.M., Ng F.L., Liao X.Z., Ramamurty U., Nai S.M.L., Wei J. Selective laser melting enabling the hierarchically heterogeneous microstructure and excellent mechanical properties in an interstitial solute strengthened high entropy alloy // Materials Research Letters. 2019. V. 7. No. 11. P. 453-459.
  11. Elangeswaran Chola, Cutolo Antonio, Muralidharan Gokula Krishna, Vanmeensel Kim, Van Hooreweder Brecht. Microstructural analysis and fatigue crack initiation modelling of additively manufactured 316L after different heat treatments // Materials and Design. 2020. V. 194. P. 108962.
  12. Cui Luqing, Jiang Fuqing, Deng Dunyong, Xin Tongzheng, Sun Xiaoyu, Taherzadeh Mousavian Reza, Lin Peng Ru, Yang Zhiqing, Moverare Johan. Cyclic response of additive manufactured 316L stainless steel: The role of cell structures // Scripta Materialia. 2021. V. 205. P. 114190.
  13. Li Yajing, Yuan Yutong, Wang Dexin, Fu Sichao, Song Danrong, Vedani Maurizio, Chen Xu. Low cycle fatigue behavior of wire arc additive manufactured and solution annealed 308 L stainless steel // Additive Manufacturing. 2022. V. 52. P. 102688.
  14. Murav′eva Olga, Murav′ev Vitaly, Volkova Ludmila, Kazantseva Nataliya, Nichipuruk Alexander, Stashkov Alexey. Acoustic properties of low-carbon 2% Mn-doped steel manufactured by laser powder bed fusion technology // Additive Manufacturing. 2022. V. 51. P. 102635.
  15. Огнева М.С., Ничипурук А.П., Сташков А.Н. Локальное определение поля наведенной магнитной анизотропии и уровня остаточных механических напряжений в деформированных растяжением объектах из малоуглеродистых сталей // Дефектоскопия. 2016. № 11. С. 3-9.
  16. Stashkov A.N., Schapova E.A., Nichipuruk A.P., Korolev A.V. Magnetic incremental permeability as indicator of compression stress in low-carbon steel // NDT & E International. 2021. V. 118. P. 102398.
  17. Stashkov A.N., Schapova E.A., Afanasiev S.V., Stashkova L.A., Nichipuruk A.P. Estimation of residual stresses in plastically deformed eutectoid steel with different perlite morphology via magnetic parameters // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2022. V. 546. P. 168850.
  18. Wertheim G.K., Butler M.A., West K.W., Buchanan D.N. Determination of the Gaussian and Lorentzian content of experimental line shapes // Review of Scientific Instruments. 1974. V. 45 (11). P. 1369-1371.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».