Вплив ультразвукового ударного оброблення на структуру та властивості стоматологічного стопу Co–Cr–Mo–W, одержаного 3D-друком
А. П. Бурмак1, С. М. Волошко1, Б. М. Мордюк1,2, М. О. Васильєв2, В. І. Закієв1,3, М. М. Ворон4, П. О. Гурин5
1Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
2Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
3Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
4Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
5Національний 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 3D-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 ≅ 5,5 разів вище порівняно з вихідним станом), зменшенням розмірів кристалітів ε- (80 нм) і γ- (≅ 140 нм) фаз, а також збільшенням вмісту ε-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 (Ra = 2,66 мкм і Rz = 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: 3D-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