Published September 12, 2022
| Version v1
Publication
Open
Effect of laser cladding parameters in NbC reinforced 316L austenitic stainless steel composite depositions on a mild steel
Creators
- 1. Universidade Federal de Pernambuco
- 2. Universidad de Antioquia
Description
The cladding process aims to improve mechanical, chemical, and physical features in metal surfaces. The laser cladding process is frequently used to promote such alterations through deposition of metals/alloys with superior mechanical behavior on the substrate. In this contribution, an ASTM A36 mild steel was covered with AISI 316L reinforced with niobium carbide (NbC) powder as a filler metal using multiple laser deposition steps. The effect of the studied parameters on the geometry, surface appearance, dilution, and macrostructural features was evaluated. The laser power, scanning speed, and powder mixing ratios were altered, while the other parameters were kept constant. Increases in power and scanning speed resulted in increased dilution region, whereas the coating reinforcement material rising led to decreased dilution. The scanning speed and the powder flow strongly influence the penetration in the bead-on-plate deposits. This behavior was attributed to the beam's interaction with the substrate due to the named shadow effect. The metal flow in the deposit is governed by the Marangoni effect, which in the case of the laser process presents a single upward flow direction in the center and descending from the surface and the sides, which determines the location of the particles and pores when used 10% of NbC reinforcing particles. For 30% NbC, particle distribution and porosities are homogeneous inside the pool, due to the more significant agitation produced by the NbC. The porosities are associated with the particles' dragging of gas towards the pool and NbC precipitate dissolution.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تهدف عملية الكسوة إلى تحسين الخصائص الميكانيكية والكيميائية والفيزيائية في الأسطح المعدنية. تُستخدم عملية الكسوة بالليزر بشكل متكرر لتعزيز مثل هذه التغييرات من خلال ترسيب المعادن/السبائك ذات السلوك الميكانيكي المتفوق على الركيزة. في هذه المساهمة، تمت تغطية الفولاذ الطري ASTM A36 بـ AISI 316L المقوى بمسحوق كربيد النيوبيوم (NbC) كمعدن حشو باستخدام خطوات ترسيب ليزر متعددة. تم تقييم تأثير المعلمات المدروسة على الهندسة ومظهر السطح والتخفيف والسمات الهيكلية الكلية. تم تغيير طاقة الليزر وسرعة المسح الضوئي ونسب خلط المسحوق، بينما بقيت المعلمات الأخرى ثابتة. أدت الزيادات في الطاقة وسرعة المسح إلى زيادة منطقة التخفيف، في حين أدى ارتفاع مواد تقوية الطلاء إلى انخفاض التخفيف. تؤثر سرعة المسح الضوئي وتدفق المسحوق بشدة على الاختراق في الرواسب المطلية بالخرز. ويعزى هذا السلوك إلى تفاعل الشعاع مع الركيزة بسبب تأثير الظل المسمى. يخضع تدفق المعادن في الرواسب لتأثير مارانجوني، والذي في حالة عملية الليزر يقدم اتجاه تدفق صعودي واحد في المركز وينزل من السطح والجوانب، والذي يحدد موقع الجسيمات والمسام عند استخدام 10 ٪ من جزيئات تقوية NbC. بالنسبة لـ 30 ٪ من NbC، يكون توزيع الجسيمات والمسامات متجانسة داخل البركة، بسبب الانفعالات الأكثر أهمية التي تنتجها NbC. ترتبط المسامية بسحب الجسيمات للغاز نحو البركة ويترسب NbC في الذوبان.Translated Description (French)
Le processus de revêtement vise à améliorer les caractéristiques mécaniques, chimiques et physiques des surfaces métalliques. Le processus de placage au laser est fréquemment utilisé pour favoriser de telles altérations par le dépôt de métaux/alliages ayant un comportement mécanique supérieur sur le substrat. Dans cette contribution, un acier doux ASTM A36 a été recouvert d'AISI 316L renforcé de poudre de carbure de niobium (NbC) comme métal d'apport en utilisant plusieurs étapes de dépôt laser. L'effet des paramètres étudiés sur la géométrie, l'aspect de surface, la dilution et les caractéristiques macrostructurales a été évalué. La puissance du laser, la vitesse de balayage et les rapports de mélange de la poudre ont été modifiés, tandis que les autres paramètres ont été maintenus constants. L'augmentation de la puissance et de la vitesse de balayage a entraîné une augmentation de la région de dilution, tandis que l'augmentation du matériau de renforcement du revêtement a entraîné une diminution de la dilution. La vitesse de balayage et le flux de poudre influencent fortement la pénétration dans les dépôts de billes sur plaque. Ce comportement a été attribué à l'interaction du faisceau avec le substrat en raison de l'effet d'ombre nommé. Le flux de métal dans le dépôt est régi par l'effet Marangoni, qui dans le cas du procédé laser présente une seule direction d'écoulement ascendante au centre et descendante de la surface et des côtés, ce qui détermine l'emplacement des particules et des pores lorsqu'ils sont utilisés 10% de particules de renforcement NbC. Pour 30 % de NbC, la distribution des particules et les porosités sont homogènes à l'intérieur de la piscine, en raison de l'agitation plus importante produite par le NbC. Les porosités sont associées à la traînée de gaz des particules vers la piscine et à la dissolution précipitée de NbC.Translated Description (Spanish)
El proceso de revestimiento tiene como objetivo mejorar las características mecánicas, químicas y físicas en las superficies metálicas. El proceso de revestimiento con láser se utiliza con frecuencia para promover tales alteraciones a través de la deposición de metales/aleaciones con un comportamiento mecánico superior sobre el sustrato. En esta contribución, se cubrió un acero dulce ASTM A36 con AISI 316L reforzado con polvo de carburo de niobio (NbC) como metal de relleno utilizando múltiples pasos de deposición láser. Se evaluó el efecto de los parámetros estudiados en la geometría, apariencia de la superficie, dilución y características macroestructurales. La potencia del láser, la velocidad de escaneo y las relaciones de mezcla de polvo se alteraron, mientras que los otros parámetros se mantuvieron constantes. Los aumentos en la potencia y la velocidad de escaneo dieron como resultado un aumento de la región de dilución, mientras que el aumento del material de refuerzo del recubrimiento condujo a una disminución de la dilución. La velocidad de escaneo y el flujo de polvo influyen fuertemente en la penetración en los depósitos de perla sobre placa. Este comportamiento se atribuyó a la interacción del haz con el sustrato debido al llamado efecto sombra. El flujo de metal en el depósito se rige por el efecto Marangoni, que en el caso del proceso láser presenta una única dirección de flujo ascendente en el centro y descendente desde la superficie y los lados, lo que determina la ubicación de las partículas y poros cuando se utiliza 10% de partículas de refuerzo de NbC. Para el 30% de NbC, la distribución de partículas y las porosidades son homogéneas dentro de la piscina, debido a la agitación más significativa producida por el NbC. Las porosidades están asociadas con el arrastre de gas de las partículas hacia la piscina y la disolución del precipitado de NbC.Files
latest.pdf.pdf
Files
(4.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e815ed82023ac86d7cebe2f2be803b45
|
4.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير معلمات الكسوة بالليزر في الترسبات المركبة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المقوى 316 لتر على الفولاذ الطري
- Translated title (French)
- Effet des paramètres de revêtement laser dans les dépôts composites en acier inoxydable austénitique 316L renforcés au NbC sur un acier doux
- Translated title (Spanish)
- Efecto de los parámetros de revestimiento láser en las deposiciones compuestas de acero inoxidable austenítico 316L reforzado con NbC sobre un acero dulce
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4295329720
- DOI
- 10.1007/s00170-022-10067-9
References
- https://openalex.org/W1609050770
- https://openalex.org/W1837328270
- https://openalex.org/W1970249177
- https://openalex.org/W1970304370
- https://openalex.org/W1971997252
- https://openalex.org/W1980146544
- https://openalex.org/W1980906708
- https://openalex.org/W1981442639
- https://openalex.org/W1981613244
- https://openalex.org/W1981669327
- https://openalex.org/W1986877388
- https://openalex.org/W1992554032
- https://openalex.org/W1997103472
- https://openalex.org/W2002019242
- https://openalex.org/W2002828800
- https://openalex.org/W2004690291
- https://openalex.org/W2006051161
- https://openalex.org/W2007974976
- https://openalex.org/W2009348954
- https://openalex.org/W2009933403
- https://openalex.org/W2013134155
- https://openalex.org/W2015270505
- https://openalex.org/W2015556426
- https://openalex.org/W2016025861
- https://openalex.org/W2016764303
- https://openalex.org/W2019183510
- https://openalex.org/W2020088565
- https://openalex.org/W2030364822
- https://openalex.org/W2030890062
- https://openalex.org/W2032978968
- https://openalex.org/W2033110657
- https://openalex.org/W2036209047
- https://openalex.org/W2040420796
- https://openalex.org/W2042978106
- https://openalex.org/W2046210985
- https://openalex.org/W2048587425
- https://openalex.org/W2049490541
- https://openalex.org/W2052510855
- https://openalex.org/W2054583614
- https://openalex.org/W2055616003
- https://openalex.org/W2057465660
- https://openalex.org/W2059208592
- https://openalex.org/W2061167875
- https://openalex.org/W2064458873
- https://openalex.org/W2065012644
- https://openalex.org/W2065887622
- https://openalex.org/W2066255881
- https://openalex.org/W2070485088
- https://openalex.org/W2081192375
- https://openalex.org/W2082384583
- https://openalex.org/W2082566908
- https://openalex.org/W2082917136
- https://openalex.org/W2086642185
- https://openalex.org/W2087109500
- https://openalex.org/W2087698459
- https://openalex.org/W2088183444
- https://openalex.org/W2089092688
- https://openalex.org/W2089942369
- https://openalex.org/W2099805781
- https://openalex.org/W2102573036
- https://openalex.org/W2103329331
- https://openalex.org/W2108465112
- https://openalex.org/W2112435635
- https://openalex.org/W2118105530
- https://openalex.org/W2132492397
- https://openalex.org/W2153734801
- https://openalex.org/W2158709226
- https://openalex.org/W2168148895
- https://openalex.org/W2174980159
- https://openalex.org/W2181567914
- https://openalex.org/W2477239972
- https://openalex.org/W2501531345
- https://openalex.org/W2513044377
- https://openalex.org/W2560550014
- https://openalex.org/W2565869990
- https://openalex.org/W2581610870
- https://openalex.org/W2623193852
- https://openalex.org/W2721452048
- https://openalex.org/W2729455735
- https://openalex.org/W2767606498
- https://openalex.org/W2788807246
- https://openalex.org/W2794356235
- https://openalex.org/W2795522461
- https://openalex.org/W2799526173
- https://openalex.org/W2804898224
- https://openalex.org/W2808651682
- https://openalex.org/W2824146656
- https://openalex.org/W2885563263
- https://openalex.org/W2886494848
- https://openalex.org/W2895896708
- https://openalex.org/W2896232442
- https://openalex.org/W2896641532
- https://openalex.org/W2898184671
- https://openalex.org/W2899452817
- https://openalex.org/W2905193957
- https://openalex.org/W2947865532
- https://openalex.org/W2992490766
- https://openalex.org/W2995836826
- https://openalex.org/W3000648828
- https://openalex.org/W3007336994
- https://openalex.org/W3081674324
- https://openalex.org/W3093935048
- https://openalex.org/W3145891179
- https://openalex.org/W3149529301
- https://openalex.org/W3183542308
- https://openalex.org/W3207218087
- https://openalex.org/W3209309631
- https://openalex.org/W4232048063
- https://openalex.org/W4234995778
- https://openalex.org/W589510918
- https://openalex.org/W769247704