Вплив ультразвукового ударного оброблення на структуру та властивості стоматологічного стопу Co–Cr–Mo–W, одержаного 3$D$-друком
А. П. Бурмак$^{1}$, С. М. Волошко$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{1,2}$, М. О. Васильєв$^{2}$, В. І. Закієв$^{1,3}$, М. М. Ворон$^{4}$, П. О. Гурин$^{5}$
$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
$^{4}$Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
$^{5}$Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика, вул. Дорогожицька, 9, 04112 Київ, Україна
Отримано: 29.05.2023; остаточний варіант - 05.07.2023. Завантажити: PDF
Досліджено механічні характеристики, фазовий склад, залишкові макроскопічні напруження та топографію поверхні стопу Co–Cr–Mo–W, виготовленого 3$D$-друком за допомогою селективного лазерного топлення порошку та модифікованого ультразвуковим ударним обробленням (УЗУО) в інертному середовищі. Встановлено взаємозалежність між механічними властивостями модифікованих поверхневих шарів і їхнім структурно-фазовим станом після впливу УЗУО різної тривалости (20–60 с). Максимальний ефект зміцнення поверхневого шару стопу Co–Cr–Mo–W (у 1,5 рази) досягається після УЗУО впродовж 30 с і зумовлений формуванням стискальних напружень першого роду (-510 МПа, що у $\cong$ 5,5 разів вище порівняно з вихідним станом), зменшенням розмірів кристалітів $\varepsilon$- (80 нм) і $\gamma$- ($\cong$ 140 нм) фаз, а також збільшенням вмісту $\varepsilon$-фази від 5% до 95% за рахунок мартенситного перетворення. Шорсткість модифікованої поверхні після оптимального режиму УЗУО (30 с) має параметри, які практично не відрізняються від вихідного полірованого стану ($R_{a}$ = 2,66 мкм і $R_{z}$ = 0,52 мкм). Підвищення мікротвердости та зносостійкости поверхневих шарів доводить можливість застосування УЗУО і в якості ефективного методу локального (поверхневого) пост-оброблення медичних виробів із 3D-друкованого стопу Co–Cr–Mo–W.
Ключові слова: 3$D$-друк, селективне лазерне топлення, ультразвукове ударне оброблення, структурно-фазовий склад, механічні властивості, зносостійкість, ортопедія.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i07/0909.html
PACS: 43.35.Fj, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 62.80.+f, 68.55.J-, 81.65.-b, 83.10.Tv