Động lực học chuyển đổi từ FCC sang HCP trong quá trình xử lý nhiệt lão hóa của hợp kim Co–28Cr–6Mo được chế tạo bằng phương pháp hợp nhất bột kim loại bằng laser

Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science - Tập 54 - Trang 2329-2339 - 2023
L. H. M. Antunes1, M. Béreš2, J. J. Hoyos3,4, L. Novotný5, H. F. G. de Abreu2, P. F. da Silva Farina1
1School of Mechanical Engineering, University of Campinas, Campinas, Brazil
2Department of Metallurgical and Materials Engineering, Federal University of Ceará, Fortaleza, Brazil
3Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina
4Departamento de Materiales Metálicos y Nanoestructurados, CAB, CNEA, CONICET, Río Negro, Argentina
5Faculty of Engineering, Free University of Bozen-Bolzano, Bozen-Bolzano, Italy

Tóm tắt

Các hợp kim dựa trên Co đã được sử dụng làm vật liệu sinh học dưới dạng đúc hoặc rèn trong hơn năm mươi năm. Kể từ đó, các nghiên cứu đã được thực hiện để hiểu rõ hơn về độ bền cơ học cao và khả năng chống mài mòn của những hợp kim này. Gần đây, các kỹ thuật sản xuất bổ sung, chẳng hạn như hợp nhất bột kim loại bằng laser (L-PBF), đang được áp dụng để sản xuất các implant kim loại trực tiếp từ bột tiền chất kim loại. Để đạt được sự cân bằng giữa độ bền và tính dẻo của các hợp kim dựa trên Co trong L-PBF, việc điều chỉnh các thành phần pha thông qua xử lý nhiệt là rất cần thiết. Trong công trình hiện tại, một phân tích in situ về quá trình chuyển đổi pha γ-FCC → ε-HCP diễn ra trong quá trình xử lý nhiệt lão hóa của hợp kim Co–28Cr–6Mo được sản xuất bằng L-PBF đã được thực hiện. Để thực hiện điều này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X đồng bộ thời gian. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng một quá trình xử lý nhiệt dung dịch trước khi lão hóa làm thay đổi động học quá trình chuyển đổi pha γ-FCC → ε-HCP cũng như hình thái pha ε-HCP.

Từ khóa

#hợp kim dựa trên cobalt #xử lý nhiệt #chuyển đổi pha #L-PBF #nhiễu xạ tia X đồng bộ

Tài liệu tham khảo

A.L. Jardini, M.A. Larosa, R. Maciel Filho, C.A. de Zavaglia, L.F. Bernardes, C.S. Lambert, D.R. Calderoni, and P. Kharmandayan: J. Craniomaxillofac. Surg., 2014, vol. 42, pp. 1877–84. X. Wang, S. Xu, S. Zhou, W. Xu, M. Leary, P. Choong, M. Qian, M. Brandt, and Y.M. Xie: Biomaterials, 2016, vol. 83, pp. 127–41. A. Edelmann, L. Riedel, and R. Hellmann: Materials (Basel), 2020, vol. 13, p. 5390. B. Patel, G. Favaro, F. Inam, M.J. Reece, A. Angadji, W. Bonfield, J. Huang, and M. Edirisinghe: Mater. Sci. Eng. C, 2012, vol. 32, pp. 1222–29. M.T. Andani, N. Shayestehmoghaddam, C. Haberland, D. Dean, M.J. Miller, and M. Elahinia: Acta Biomater., 2014, vol. 10, pp. 4058–70. A.D.J. Saldívar García, A.M. Medrano, A.S. Rodríguez, and A. Salinas Rodríguez: Metall. Mater. Trans. A, 1999, vol. 30, pp. 1177–184. S. Cai, M.R. Daymond, and Y. Ren: Mater. Sci. Eng. A, 2013, vol. 580, pp. 209–16. N. Iskounen, P.A. Dubos, J. Fajoui, M. Coret, M.J. Moya, B. Girault, N. Barrier, N. Bruzy, E. Hug, and D. Gloaguen: Metall. Mater. Trans. A, 2021, vol. 52, pp. 1477–91. P.-A. Dubos, J. Fajoui, N. Iskounen, M. Coret, S. Kabra, J. Kelleher, B. Girault, and D. Gloaguen: Mater. Lett., 2020, vol. 281, 128812. N.C. Dahn, D. Morphy, and K. Rajan: Acta Metall., 1984, vol. 32, pp. 1317–22. L.H.M. Antunes, J.J. Hoyos, E.B. Fonseca, M. Béreš, P.F. da Silva Farina, E.S.N. Lopes, A.L. Jardini, and R.M. Filho: Mater. Sci. Eng. A, 2019, vol. 764, p. 138262. A.L. Ramirez-Ledesma, J.C. Luna Manuel, H.F. Lopez, and J.A. Juarez Islas: Mater. Sci. Eng. A, 2022, vol. 844, p. 143161. M. Zhang, Y. Yang, C. Song, Y. Bai, and Z. Xiao: J. Alloys Compd., 2018, vol. 750, pp. 878–86. B.T. Donkor, J. Song, Y. Fu, M. Kattoura, S.R. Mannava, M.A. Steiner, and V.K. Vasudevan: Scr. Mater., 2020, vol. 179, pp. 65–69. D. Gloaguen, B. Girault, B. Courant, P.A. Dubos, M.J. Moya, F. Edy, and J. Rebelokornmeier: Metall. Mater. Trans. A, 2020, vol. 51, pp. 951–61. L. Novotny, M. Béreš, B. Carpentieri, and H.F.G. Abreu: ECS Trans., 2022, vol. 107, p. 1761. L.H.M. Antunes, J.J. Hoyos, T.C. Andrade, P.W.C. Sarvezuk, L. Wu, J.A. Ávila, J.P. Oliveira, N. Schell, A.L. Jardini, J. Žilková, P.F. da Silva Farina, H.F.G. Abreu, and M. Béreš: Addit. Manuf., 2021, vol. 46, p. 102100. Y. Zhou, Q. Sun, X. Dong, N. Li, Z.J. Shen, Y. Zhong, M. Eriksson, J. Yan, S. Xu, and C. Xin: J. Alloys Compd., 2020, vol. 840, p. 155664. R.T. Smith, T. Lolla, D. Gandy, L. Wu, G. Faria, A.J. Ramirez, S.S. Babu, and P.M. Anderson: Scr. Mater., 2015, vol. 98, pp. 60–63. EOS: Material Data Sheet EOS CobaltChrome MP1, 2011, vol. 49, pp. 1–6. G. Faria, L. Wu, T. Alonso, A. Isaac, J. Piton, R. Neuenschwander, and A.J. Ramirez: Neutrons and Electrons Scattering II, in In-situ studies with photons. T. Kannengiesser, S.S. Babu, Y. Komizo, and A.J. Ramirez, eds., Springer International Publishing, Cham, 2014, pp. 245–59. I.V. Ivanov, K.I. Emurlaev, D.V. Lazurenko, A. Stark, and I.A. Bataev: Mater. Charact., 2020, vol. 166, 110403. M.R. Crivoi, J.J. Hoyos, M.T. Izumi, D.J.M. de Aguiar, R.S. Namur, A.L. Terasawa, and O.M. Cintho: Cryogenics (Guildf), 2020, vol. 105, 103020. S.V. Navas, J.J. Hoyos, E.A. Torres, M.T. Izumi, and O.M. Cintho: Cryogenics (Guildf), 2021, vol. 120, 103384. S. Kurosu, H. Matsumoto, and A. Chiba: Metall. Mater. Trans. A, 2010, vol. 41, pp. 2613–25. K. Yamanaka, M. Mori, and A. Chiba: Acta Biomater., 2013, vol. 9, pp. 6259–67. S.H. Lee, E. Takahashi, N. Nomura, and A. Chiba: Nippon Kinzoku Gakkaishi, 2005, vol. 70, pp. 260–64. C. Song, H. Park, H. Seong, and H.F. López: Metall. Mater. Trans. A, 2006, vol. 37, pp. 3197–204. E. Hug, C. Keller, P.A. Dubos, and M.M. Celis: J. Mater. Res. Technol., 2021, vol. 11, pp. 1362–77. Z. Wang, S.Y. Tang, S. Scudino, Y.P. Ivanov, R.T. Qu, D. Wang, C. Yang, W.W. Zhang, A.L. Greer, J. Eckert, and K.G. Prashanth: Addit. Manuf., 2021, vol. 37, 101725. M. Béreš, C.C. Silva, P.W.C. Sarvezuk, L. Wu, L.H.M. Antunes, A.L. Jardini, A.L.M. Feitosa, J. Žilková, H.F.G. de Abreu, and R.M. Filho: Mater. Sci. Eng. A, 2018, vol. 714, pp. 36–42. K. Yamanaka, M. Mori, and A. Chiba: J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 2014, vol. 29, pp. 417–26. H.-R. Wenk, I. Lonardelli, and D. Williams: Acta Mater., 2004, vol. 52, pp. 1899–907. M. Béreš, H.F.G. Abreu, L.P.M. Santos, C.M. Davies, and D. Dye: Sci. Technol. Weld. Join., 2015, vol. 20, pp. 353–60. G.B. Olson and M. Cohen: Metall. Trans. A, 1976, vol. 7, pp. 1897–904. W. Bollmann: Crystal defects and crystalline interfaces, Springer, Berlin, 1970, pp. 78–97. D.A. Porter and K.E. Easterling: Phase Transformations in Metals and Alloys (Revised Reprint), CRC Press, Boca Raton, 2009. R. Bauer, E.A. Jägle, W. Baumann, and E.J. Mittemeijer: Philos. Mag., 2011, vol. 91, pp. 437–57. R.E. Smallman and P.S. Dobson: Metall. Trans., 1970, vol. 1, pp. 2383–89. D.H. Chung, H. Guk, D. Kim, S.S. Han, N. Park, K. Choi, and S.-H. Choi: RSC Adv., 2014, vol. 4, p. 9223. A. de J. Saldívar García, A. Maní Medrano, and A. Salinas Rodríguez: Scr. Mater., 1999, vol. 40, pp. 717–22. M. Roudnická, O. Molnárová, J. Drahokoupil, J. Kubásek, J. Bigas, V. Šreibr, D. Paloušek, and D. Vojtěch: Addit. Manuf., 2021, vol. 44, 102025. Y. Koizumi, S. Suzuki, K. Yamanaka, B. Lee, K. Sato, Y. Li, S. Kurosu, H. Matsumoto, and A. Chiba: Acta Mater., 2013, vol. 61, pp. 1648–61. R.D. Doherty, D.A. Hughes, F.J. Humphreys, J.J. Jonas, D. Juul Jensen, M.E. Kassner, W.E. King, T.R. McNelley, H.J. McQueen, and A.D. Rollett: Mater. Today, 1998, vol. 1, pp. 14–5. Y. Kajima, A. Takaichi, N. Kittikundecha, T. Nakamoto, T. Kimura, N. Nomura, A. Kawasaki, T. Hanawa, H. Takahashi, and N. Wakabayashi: Mater. Sci. Eng. A, 2018, vol. 726, pp. 21–31. K. Rajan: Metall. Trans. A, 1984, vol. 15, pp. 1335–38.
Thông tin
Thông tin xuất bản

Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science

Tập 54

2329-2339

Thông tin tác giả