ارزیابی رفتار مکانیکی فوم‌های فولاد زنگ‌نزن تولید شده به روش انحلال دانه‌های کروی اوره به عنوان فضاساز

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 07 اسفند 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2024.83785.1120

نویسندگان

مسعود صحرائی^* ؛ علی محمد ناصریان نیک؛ حمید سازگاران

دانشکده فنی و مهندسی ،گروه مهندسی مکانیک،دانشگاه صنعتی قوچان

چکیده

فوم‌های فلزی یا فلزات سلولی خانواده‌ای از مواد نو و پیشرفته به شمار می‌آیند که با توجه به ویژگی‌های منحصر به فردشان، امکان زیادی برای توسعه در سال‌های آینده خواهند داشت. پژوهش حاضر به ساخت فوم‌های فلزی از جنس فولاد زنگ‌نزن L316 که کاربردهای نسبتاً وسیعی در صنایع پزشکی (به ویژه ساخت ایمپلنت‌ها) دارد، می‌پردازد. برای این منظور، از روش متالورژی پودر و انحلال دانه‌های کروی اوره در آب به عنوان فضا نگه‌دارنده استفاده شد. اندازه‌گیری تخلخل، ارزیابی دیواره سلول‌ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون فشار روی نمونه‌های فولادی انجام شد. اثر میزان تخلخل و فشار اعمالی در طی فرآیند تولید روی رفتار مکانیکی فوم‌های تولیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این، برای اولین بار، آزمون فشار توسط مدل‌ صریح المان محدود فوم فولادی با 30 درصد تخلخل شبیه‌سازی شد. نتایج حاکی از آن است که بیشترین استحکام تسلیم، استحکام نهایی و ناحیه پلاتو در فوم فولاد زنگ‌نزن با 30 درصد وزنی اوره و فشار اعمالی برابر با 250 مگاپاسکال رخ داده است. تصاویر میکروسکوپی بیانگر آن است که اتصال ذرات آهن به خوبی صورت گرفته است و سلول‌ها مطابق با هندسه دانه‌های اوره، کاملاً کروی‌شکل هستند. علاوه بر این، مکانیزم تخریب نمونه‌های آزمایشگاهی و نمونه‌های شبیه‌سازی شده تقریباً شبیه یکدیگر رخ می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

فوم فولاد زنگ‌نزن؛ ذرات کروی اوره؛ فشار؛ فضاساز

مراجع