Ushbu tadqiqot lazerli kukun qatlamini eritish usuli bilan ishlab chiqarilgan nikel-titan qotishmalarida chuqurchali korroziyaga chidamlilik faqat material zichligiga emas, balki eritma havzasi geometriyasi orqali hosil qilingan hujayraviy donalar ulushi va qoldiq mikrodeformatsiyaga ham kuchli bogʻliq ekanini koʻrsatadi. Tadqiqotchilar bir xil hajmiy energiya zichligini saqlagan holda lazer quvvati va skanerlash tezligining ikki xil kombinatsiyasidan foydalangan, soʻng har ikkala namunaga ham 500 °C da uch soat tavlash qoʻllagan.

Past quvvat va past skanerlash tezligida ishlab chiqarilgan AS_L namunasida 80 W lazer quvvati va 480 mm/s skanerlash tezligi ishlatilgan. Bu sharoit birlik maydonga koʻproq va kichikroq eritma havzalari hosil qilib, hujayraviy donalarning zichroq tarqalishini taʼminlagan. AS_L namunasining hujayraviy donalar ulushi tasvir tahlilida 41,2 foiz deb aniqlangan. Maqolaning muhokama va xulosa boʻlimlarida ayni qiymat taxminan 41,5 foiz tarzida yaxlitlangan. Yuqori quvvat va yuqori skanerlash tezligidagi AS_H namunasida esa 300 W va 1.800 mm/s ishlatilgan, hujayraviy donalar ulushi 13,5 foizda qolgan.

AS_L namunasi 3,5 ogʻirlik foizli NaCl eritmasidagi qutblanish tajribasida -370 mV korroziya potensiali, taxminan 1.463 mV passiv plyonka buzilish potensiali va 1.833 mV kenglikdagi passiv sohani koʻrsatgan. Bu qiymat tadqiqotda taqqoslangan NiTi qotishmalarining aksariyatidan taxminan 1,2 dan 9 martagacha kengroqdir. Qutblanish egri chizigʻida dastlab metastabil chuqurchalar hosil boʻlganiga qaramay, tok zichligi keyinchalik kamaygan va sirt qayta passivlangan.

AS_L namunasining yaxshilangan korroziya xatti-harakati hujayraviy donalarning yuqori ulushi bilan nisbatan past mikrodeformatsiyaning birgalikda mavjudligi bilan izohlangan. Koʻp sonli hujayraviy dona chegaralari himoya plyonkasi hosil boʻlishi mumkin boʻlgan yadrolanish nuqtalarini koʻpaytirgan. Tavlash esa ishlab chiqarishdan qolgan nuqsonlar va deformatsiyalarning bir qismini kamaytirgan. Natijada sirtda zich, qayta tiklana oladigan va asosan TiO₂ dan iborat passiv plyonka rivojlangan.

Hujayraviy dona chegaralarida toʻrsimon joylashgan Ti₄Ni₂O_x nanozarrachalari dastlab mikrogalvanik oʻzaro taʼsirlarga va metastabil chuqurchalarning boshlanishiga hissa qoʻshgan. Biroq tadqiqot bu zarrachalar uzoq muddatli korroziya xatti-harakatini yakka oʻzi belgilamasligini koʻrsatadi. Zarrachalar erib borgani sari mikrogalvanik taʼsir zaiflashgan, hujayraviy dona chegaralarining yuqori zichligi qoʻllab-quvvatlagan qayta passivlanish ustun boʻla boshlagan.

Turkiya nuqtayi nazaridan bu usul dengiz suvi, shoʻr namlik, qirgʻoq atmosferasi yoki xlorid mavjud ish sharoitlarida qoʻllanishi mumkin boʻlgan qoʻshimcha ishlab chiqarilgan NiTi detallarini rivojlantirish uchun oʻrganilishi mumkin. Aviatsiya aktuatorlari, suv osti tizimlari, shakl xotirali biriktirgichlar va ayrim tibbiy komponentlar potensial qoʻllanish sohalaridir. Biroq tajribalar faqat laboratoriya sharoitida, 3,5 ogʻirlik foizli NaCl eritmasida va kichik kubsimon namunalarda bajarilgan. Turkiyada ishlab chiqariladigan real qismlarning kimyoviy tarkibi, sirtni yakuniy ishlov berish jarayonlari, charchoq yuklari, harorat oʻzgarishlari va foydalanish muhitlari alohida tasdiqlanmasdan xizmat muddati yoki tijoriy ishonchlilik haqida xulosa chiqarib boʻlmaydi.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Tadqiqotning asosiy savoli quyidagicha: lazerli kukun qatlamini eritish vaqtida hosil boʻladigan eritma havzalarining oʻlchami va zichligini oʻzgartirish orqali hujayraviy donalar ulushini oshirish mumkinmi va bu mikrostrukturaviy tartibga solish NiTi shakl xotirali qotishmalarining xlorid sababli chuqurchali korroziyaga chidamliligini yaxshilay oladimi?

NiTi qotishmalari shakl xotirasi, superelastiklik va korroziyaga chidamlilik tufayli aviatsiya, dengizchilik va funksional mexanik tizimlarda qoʻllanadi. Biroq xlorid ionlari sirtdagi himoya passiv plyonkasini mahalliy ravishda buzishi mumkin. Hosil boʻlgan kichik chuqurchalar vaqt oʻtishi bilan rivojlansa, detal kesimini zaiflashtirishi va funksional ishonchliligini kamaytirishi mumkin.

Qoʻshimcha ishlab chiqarishdagi tez qotish material ichida bir vaqtning oʻzida turli tuzilmalarni hosil qiladi:

• Eritma havzasi chegaralarida mayda va hujayraviy donalar
• Issiqlik taʼsir qilgan hududlarda yirikroq donalar
• Yoʻnalgan qotish natijasida hosil boʻlgan ustunsimon donalar
• Yuqori dislokatsiya zichligi va qoldiq mikrodeformatsiya
• B2 austenit va B19′ martensit hududlari
• Ti ga boy oksid nanozarrachalari

Mayda hujayraviy donalar koʻp sonli dona chegaralarini hosil qilib, passiv plyonkaning tez rivojlanishiga yordam berishi mumkin. Aksincha, hujayraviy hududlarda toʻplangan nuqson va deformatsiyalar sirtning kimyoviy faolligini oshirib, chuqurcha boshlanishiga sabab boʻlishi mumkin. Tadqiqotning maqsadi ushbu foydali va zararli taʼsirlarni bir-biridan ajratishdir.

Hujayraviy dona nimani anglatadi?

Hujayraviy donalar juda tez qotish vaqtida hosil boʻladigan va mikroskop tasvirlarida bir-biriga bogʻlangan kichik hujayralarni eslatuvchi submikrometr oʻlchamli tuzilmalardir. Tadqiqotda bu tuzilmalar ayniqsa eritma havzasi chegaralarida kuzatilgan.

Hujayraviy donalarning yuqori ulushi ikki jihatdan muhim:

• Passiv oksid plyonkasining hosil boʻlishi uchun koʻproq dona chegaralari va yadrolanish maydonlarini taʼminlashi mumkin.
• Dona chegaralarida choʻkindi, dislokatsiya yoki kimyoviy ajralish mavjud boʻlsa, mahalliy elektrokimyoviy farqlarni keltirib chiqarishi mumkin.

Shuning uchun hujayraviy donalar ulushini oshirishning oʻzi avtomatik ravishda yaxshiroq korroziyaga chidamlilik bermaydi. Shu bilan birga mikrodeformatsiya, fazalar taqsimoti va choʻkindilar ham nazorat qilinishi kerak.

Eritma havzasi zichligi qanday oʻzgartirilgan?

Tadqiqotchilar ikki namuna uchun bir xil hajmiy energiya zichligini, 69,4 J/mm³, saqlab qolgan. Shunga qaramay, lazer quvvati va skanerlash tezligi turlicha tanlangan:

Bir xil energiya zichligi ikki ishlab chiqarish sharoiti bir xil termik tarixni hosil qilganini anglatmaydi. Lazer quvvati va skanerlash tezligi energiyaning materialga qaysi vaqt va fazoviy masshtabda uzatilishini oʻzgartirgan.

Past quvvatli AS_L sharoitida koʻproq eritma havzasi chegaralari hosil boʻlgan. Hujayraviy donalar asosan shu chegaralarda rivojlangani uchun jami hujayraviy donalar ulushi oshgan. Yuqori quvvatli AS_H sharoitida esa keng eritma havzalari va siyrakroq chegaralar hosil boʻlib, hujayraviy tuzilmalar egallagan umumiy maydon kamaygan.

Namunalar qanday ishlab chiqarilgan?

Har ikkala sharoitda 10 × 10 × 10 mm³ oʻlchamli kubsimon NiTi namunalar ishlab chiqarilgan. Umumiy skanerlash va qatlam parametrlari quyidagicha:

• Yoʻlak kengligi: 5 mm
• Skanerlash chiziqlari orasidagi masofa: 80 µm
• Qatlam qalinligi: 30 µm
• Qatlamlar orasidagi skanerlash burilishi: 67°
• Taglikni oldindan qizdirish harorati: 200 °C

67 darajali qatlam burilishi va 200 °C oldindan qizdirish termik kuchlanish va namuna qiyshayishini kamaytirish maqsadida ishlatilgan.

Ishlab chiqarishdan soʻng barcha namunalar oqib turgan argon muhitida 500 °C da uch soat tavlangan va pechda xona haroratigacha sovitilgan. Tavlashdan maqsad LPBF jarayonida paydo boʻlgan qoldiq kuchlanishni kamaytirish bilan birga hujayraviy mikrostrukturaning muhim qismini saqlab qolishdir.

Elektrokimyoviy tajribalar uchun tavlangan kublardan foydalanilgan. Passiv plyonka tekshiruvlari uchun namunalar 3 × 3 × 5 mm³ oʻlchamda kesilgan; tajribalardan oldin sirtlar 0,25 µm gacha sayqallangan, etanol va aseton bilan yogʻsizlantirilgan va quritilgan.

Zichlik va gʻovaklilik natijalari qanday?

Yuqori lazer quvvatli AS_H yuqoriroq zichlikni koʻrsatgan. Shunga qaramay, uning korroziyaga chidamliligi AS_L namunasidan pastroq boʻlib qolgan. Bu natija taqqoslangan ikki namuna uchun zichlikning oʻzi korroziya samaradorligini belgilamasligini koʻrsatadi.

Bu topilma gʻovaklar umuman ahamiyatsiz degani emas. Tadqiqotda AS_L ichidagi gʻovaklar soni kam va oʻlchamlari kichik boʻlib qolgan. Yuqoriroq gʻovaklilik yoki sirtga ochiq yirik nuqsonlar boshqa natija berishi mumkin.

Faza tuzilmalari qanday oʻzgargan?

XRD natijalariga koʻra har ikkala namuna uchta asosiy tuzilmani oʻz ichiga oladi:

• B2 austenit asosiy fazasi
• B19′ martensit
• Ti₄Ni₂O_x choʻkindilari

B2 fazasi har ikkala namunada ham ustun. AS_L namunasida B19′ martensit kamroq, AS_H namunasida esa ignasimon martensit hududlari kengroq tarqalgan.

AS_H namunasidagi yuqoriroq martensit ulushi va martensit interfeyslaridagi yuqori dislokatsiya zichligi sirtda koʻproq elektrokimyoviy geterogenlik hosil qilishi mumkin boʻlgan tuzilmani yuzaga keltirgan.

Hujayraviy donalar ulushi qancha?

Tadqiqotning tasvir tahlili va 3-rasm izohi AS_L uchun 41,2 foiz qiymatini beradi. Muhokama va xulosa boʻlimlarida bu ulush 41,5 foiz deb yozilgan. Ikkala qiymat ham bir xil namunaga tegishli va ular orasidagi 0,3 foiz punktlik farq manbadagi yaxlitlash yoki yozuv nomuvofiqligi sifatida baholanishi kerak.

TEM tahlilidagi namunaviy AS_L hujayraviy donasining oʻlchami taxminan 749 nm. Tadqiqot barcha hujayraviy donalar uchun batafsil statistik oʻlcham taqsimotini bermaydi, tuzilmalar umuman submikrometr masshtabida ekanini bildiradi.

Ti₄Ni₂O_x nanozarrachalari qanday taqsimlangan?

AS_L va AS_H namunalarida ayni choʻkindi faza turli morfologiya va joylashuvlarda kuzatilgan.

AS_L namunasida:

• Ti₄Ni₂O_x zarrachalari hujayraviy dona chegaralari boʻylab toʻrsimon tuzilmalar hosil qilgan.
• Hujayraviy donalarning ichki qismida bu choʻkindilar siyrakroq.
• Ustunsimon donalar ichida taxminan 20 nm diametrli nuqtasimon Ti₄Ni₂O_x zarrachalari topilgan.
• Hujayraviy dona chegarasida, shuningdek, taxminan 0,212 nm panjara oraligʻiga ega TiO nanozarrachasi aniqlangan.

AS_H namunasida:

• Ti₄Ni₂O_x koʻproq nuqtasimon zarrachalar holida tarqalgan.
• Zarrachalar hujayraviy dona ichlari va chegaralarida bir tekisroq taqsimlangan.
• Ustunsimon hududlarda 20-80 nm qalinlikdagi ignasimon B19′ martensit lamellalari topilgan.
• Tekshirilgan martensit lamellalaridan biri taxminan 64 nm, ingichkaroq egizak martensit lamellasi esa taxminan 19 nm qalinlikda.

Toʻrsimon choʻkindilar nega dastlab korroziyani kuchaytiradi?

Ti₄Ni₂O_x choʻkindilarining Volta potensiali NiTi matritsasidan pastroq. Choʻkindi va uning atrofidagi matritsa birlashganda kichik mikrogalvanik juftliklar hosil boʻlishi mumkin.

AS_L namunasidagi toʻrsimon choʻkindilar keng dona chegaralari tarmogʻi boʻylab tarqalgani sabab dastlab koʻproq mikrogalvanik oʻzaro taʼsir yuzaga kelgan. Qutblanish egri chizigʻidagi 0 dan 800 mV gacha boʻlgan kuchli tok tebranishlari ushbu metastabil chuqurchalar hosil boʻlishi bilan bogʻlangan.

Biroq toʻrsimon choʻkindilar vaqt oʻtishi bilan qisman erigan va mikrogalvanik faollik kamaygan. Hujayraviy dona chegaralari esa passiv plyonka hosil boʻlishini qoʻllab-quvvatlashda davom etgan. Shunday qilib dastlabki mahalliy erish uzoq muddatli va barqaror chuqurcha oʻsishiga aylanish oʻrniga qayta passivlanish orqali bostirilgan.

Mikrodeformatsiya qanday baholangan?

EBSD maʼlumotlaridan hisoblangan yadro oʻrtacha notoʻgʻri yoʻnalishi, KAM, mahalliy yoʻnalish oʻzgarishini va bilvosita mikrodeformatsiya hamda dislokatsiya zichligini baholash uchun ishlatilgan.

AS_L namunasi hujayraviy donalar ulushi yuqoriroq boʻlishiga qaramay, oʻrtacha KAM qiymati pastroq boʻlgan. Tavlash LPBF dan kelib chiqqan nuqsonlarning bir qismini kamaytirgan va hujayraviy tuzilma butunlay yoʻqolmasdan mikrodeformatsiyani pasaytirgan.

AS_H namunasida mikrodeformatsiya hujayraviy hududlar bilan birga martensit atrofida ham toʻplangan. TEM tasvirlarida martensit interfeyslari yaqinida yuqori dislokatsiya zichligi kuzatilishi EBSD natijasini qoʻllab-quvvatlaydi.

Elektrokimyoviy tajribalar qanday bajarilgan?

Qutblanish va elektrokimyoviy impedans tajribalari 25 ± 0,5 °C haroratda, 3,5 ogʻirlik foizli NaCl eritmasida oʻtkazilgan.

Uch elektrodli hujayrada:

• Etalon elektrod sifatida toʻyingan kalomel elektrodi
• Qarshi elektrod sifatida platina plastina
• Ishchi elektrod sifatida 0,5 cm² ochiq sirtga ega NiTi namunasi ishlatilgan.

Namunalar ochiq zanjir potensiali barqarorlashishi uchun tajribadan oldin eritmada 30 daqiqa saqlangan. Potensiodinamik qutblanish:

• -0,6 dan 1,7 V gacha
• Toʻyingan kalomel elektrodiga nisbatan
• 1 mV/s skanerlash tezligida
• Har bir namuna uchun uch takrorda bajarilgan.

Anodik egri chiziqda ishonchli chiziqli Tafel sohasi topilmagani uchun korroziya toki zichligi Tafel ekstrapolyatsiyasi bilan hisoblanmagan. Tadqiqotchilar buning oʻrniga korroziya potensiali bilan passiv plyonka buzilish potensiali orasidagi intervaldan foydalangan:

\[ \Delta E_{\mathrm{pasif}}=E_b-E_{\mathrm{corr}} \]

Bu yerda E_corr korroziya potensialini, E_b esa passiv plyonka buzila boshlaydigan potensialni bildiradi.

Qutblanish natijalari qanday?

AS_L egri chizigʻida 0-800 mV oraligʻida tok zichligi taxminan 10^-4 A/cm² darajasida tebrangan. Bu tebranishlar metastabil chuqurchalarning boshlanib, qayta yopilishi bilan bogʻlangan.

800-1.400 mV oraligʻida tok zichligi taxminan 4,8 × 10^-5 A/cm² darajasiga tushgan va barqarorroq boʻlgan. Bu qism sirtning qayta passivlanganini koʻrsatadi. Taxminan 1.460 mV dan keyin tok yana oshgan va passiv plyonka buzila boshlagan.

AS_H namunasida -400 dan 500 mV gacha dastlabki tok oshishi kuzatilgan, 500-1.300 mV oraligʻida taxminan 5,1 × 10^-5 A/cm² darajasida passiv xatti-harakat paydo boʻlgan. Taxminan 1.330 mV dan yuqorida passiv plyonka buzilgan.

Korroziyadan keyingi sirtlar qanday koʻringan?

Qutblanishdan keyin AS_L sirtida yalangʻoch koʻz bilan aniq korroziya hududi koʻrinmagan. SEM tekshiruvida sirtga yopishgan koʻp sonli NaCl zarrachalari topilganiga qaramay, zarrachalar ostida yaqqol chuqur chuqurchalar kuzatilmagan. Faqat kam sonli kichik va sayoz chuqurchalar aniqlangan.

AS_H sirtida esa mahalliy rang oʻzgarishi va korroziya sohasi kuzatilgan. SEM tasvirlari kichik chuqurchalar bilan birga kattaroq, ammo nisbatan sayoz korroziya chuqurlarini koʻrsatgan.

AS_L namunasi pastroq zichlik va kichik gʻovaklarga ega boʻlishiga qaramay kamroq chuqurcha koʻrsatgani, ushbu tajriba sharoitida qayta passivlanish qobiliyati zichlik farqidan koʻra muhimroq boʻlganini qoʻllab-quvvatlaydi.

Elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi nimani koʻrsatgan?

EIS oʻlchovlari ochiq zanjir potensialida, 10 mV oʻzgaruvchan kuchlanish bilan va 10⁵-10^-2 Hz chastota oraligʻida bajarilgan. Namunalar 2 va 72 soatlik botirishdan keyin taqqoslangan.

Ikki soatdan keyin ikki namunaning impedans egri chiziqlari bir-biriga yaqin. AS_L faqat biroz kattaroq sigʻim yoyini koʻrsatgan. Yetmish ikki soatdan keyin esa AS_L namunasining Nyquist radiusi va past chastotadagi impedansi sezilarli ravishda oshgan.

Maʼlumotlar ikki qatlamli passiv plyonka ekvivalent zanjiri bilan modellashtirilgan:

• R_s: eritma qarshiligi
• R_b va CPE_b: tashqi gʻovak qatlamning qarshiligi va doimiy faza elementi
• R_p va CPE_p: ichki zich toʻsiq qatlamning qarshiligi va doimiy faza elementi

Doimiy faza elementining admitansi:

\[ Y=Y_0(j\omega)^n \]

ifodasi bilan berilgan. Bu yerda Y₀ doimiy faza kattaligini, j mavhum birlikni, ω burchak chastotasini va n sirtning ideal kondensatordan ogʻish darajasini bildiradi.

Ichki passiv qatlam qarshiligi qanday oʻzgargan?

Yetmish ikki soat yakunida AS_L namunasining ichki passiv qatlam qarshiligi AS_H qiymatining taxminan ikki baravariga yetgan. Bu natija AS_L sirtidagi toʻsiq qatlam vaqt oʻtishi bilan yanada himoyaviy boʻlib borganini koʻrsatadi.

SKPFM sirt potensiali natijalari nimani anglatadi?

Yetmish ikki soatlik botirishdan keyin atom-kuch mikroskopi va skanerlovchi Kelvin zond kuch mikroskopidan foydalanilgan.

Umumiy potensial farqlari bir-biriga yaqin boʻlsa-da, fazoviy taqsimot farq qiladi. AS_H sirtidagi keskin va mahalliy potensial oʻzgarishlari mikrogalvanik oʻzaro taʼsirlarni kuchaytirishi mumkin boʻlgan sohalarni hosil qilgan. AS_L sirti esa bir tekisroq elektrokimyoviy tuzilmani koʻrsatgan.

Passiv plyonka qaysi kimyoviy reaksiyalar orqali hosil boʻladi?

Tadqiqotda passiv plyonka hosil boʻlishi uchun quyidagi anodik reaksiyalar berilgan:

\[ \mathrm{Ti \rightarrow Ti^{4+}+4e^-} \]

\[ \mathrm{Ti+2H_2O \rightarrow TiO_2+4H^++4e^-} \]

\[ \mathrm{Ni \rightarrow Ni^{2+}+2e^-} \]

\[ \mathrm{Ni^{2+}+2OH^- \rightarrow Ni(OH)_2} \]

Katodik kislorod qaytarilishi:

\[ \mathrm{O_2+2H_2O+4e^- \rightarrow 4OH^-} \]

koʻrinishida ifodalangan.

XPS natijalariga koʻra har ikkala namunaning passiv plyonkasi asosan TiO₂, kamroq miqdorda Ni(OH)₂ hamda metall Ti va Ni ni oʻz ichiga oladi.

Sirtdagi nikel ulushi vaqt oʻtishi bilan qanday oʻzgargan?

AS_H sirtida yuqoriroq nikel va Ni(OH)₂ toʻplanishi sodir boʻlgan. AS_L sirtida nikel ulushining pastroq qolishi passiv plyonkaning TiO₂ ga boy tuzilishi bilan mos keladi.

Kislorod komponentlari qanday oʻzgargan?

O 1s signali uchta komponentga ajratilgan:

• O^2-: asosan TiO₂ tarkibidagi panjara kislorodi
• OH^-: Ni(OH)₂ kabi gidroksid turlari
• H₂O: sirtda adsorbsiyalangan yoki plyonka hosil boʻlishida qatnashgan suv

AS_L namunasida dastlabki davrdagi yuqori suv ulushi sirtdagi kuchli kimyoviy faollik va metastabil chuqurcha xatti-harakati bilan bogʻlangan. Vaqt oʻtishi bilan O^2-/OH^- nisbati birdan oshgan va TiO₂ ga boy zichroq plyonka rivojlangan.

AS_H namunasida uzoq botirish vaqtida adsorbsiyalangan suv komponenti yoʻqolgan, gidroksid ulushi oshgan va nikelga boyroq plyonka hosil boʻlgan. Bu tuzilma xlorid hujumiga qarshi AS_L plyonkasi kabi barqaror deb topilmagan.

AS_L namunasida korroziya mexanizmi qanday rivojlanadi?

1. Toʻrsimon Ti₄Ni₂O_x zarrachalari NiTi matritsasi bilan mikrogalvanik juftlar hosil qiladi.
2. Dastlabki tok oshadi va kichik metastabil chuqurchalar hosil boʻladi.
3. Hujayraviy donalarning yuqori ulushi passiv plyonka tez yadrolanishi mumkin boʻlgan koʻp sonli chegaralarni taʼminlaydi.
4. Ti₄Ni₂O_x zarrachalari qisman erigan sari mikrogalvanik faollik zaiflashadi.
5. Past oʻrtacha mikrodeformatsiya passiv plyonkaning mahalliy ravishda qayta buzilish moyilligini cheklaydi.
6. TiO₂ ga boy ichki toʻsiq qatlam qalinlashadi va qayta passivlanish ustun boʻladi.
7. Sirtda aniq va chuqur chuqurchalarning oʻsishi katta darajada oldi olinadi.

AS_H namunasida korroziya mexanizmi qanday rivojlanadi?

1. Nuqtasimon Ti₄Ni₂O_x zarrachalari bir tekisroq tarqalgan mikrogalvanik oʻzaro taʼsirlarni hosil qiladi.
2. Hujayraviy donalarning past ulushi passiv plyonkaning tez yangilanishi uchun kamroq chegara beradi.
3. Yuqoriroq B19′ martensit ulushi qoʻshimcha faza interfeyslarini yuzaga keltiradi.
4. Martensit atrofidagi dislokatsiyalar va yuqori KAM qiymati mahalliy kimyoviy faollikni oshiradi.
5. Keskin sirt potensiali gradientlari xlorid hujumiga sezgir hududlarni hosil qiladi.
6. Passiv plyonka umuman keng potensial oraligʻida saqlansa-da, mahalliy hududlarda osonroq buziladi.
7. Kengroq, ammo sayoz chuqurchalar rivojlanadi.

Tadqiqotning eng muhim ilmiy natijasi nima?

Tadqiqotning asosiy natijasi shuki, hujayraviy donalarning korroziyaga taʼsiri bir yoʻnalishli emas. Hujayraviy dona chegaralari dastlab choʻkindilar va mikrogalvanik oʻzaro taʼsirlar tufayli metastabil chuqurchalarga hissa qoʻshishi mumkin. Ayni shu chegaralar qoldiq mikrodeformatsiya yetarli darajada kamaytirilganda passiv plyonkaning tez hosil boʻlishi va doimiy yangilanishini ham qoʻllab-quvvatlashi mumkin.

Shuning uchun muvaffaqiyatli strategiya faqat “donalarni maydalash” emas. Tadqiqotda ishlab chiqilgan yondashuv quyidagi toʻrt oʻzgaruvchini birgalikda tartibga soladi:

• Hujayraviy donalar ulushi
• Eritma havzasi chegaralari zichligi
• Martensit miqdori
• Mikrodeformatsiya va choʻkindilar taqsimoti

Tadqiqot qanday xulosalarni qoʻllab-quvvatlaydi?

• Bir xil hajmiy energiya zichligida lazer quvvati va skanerlash tezligining turli kombinatsiyalari turli eritma havzasi geometriyalarini hosil qilgan.
• Past quvvat va past tezlik birlik maydondagi eritma havzasi chegaralari sonini va hujayraviy donalar ulushini oshirgan.
• AS_L namunasi taxminan 41,2 foiz hujayraviy donalar ulushiga yetgan.
• 500 °C da uch soat tavlash hujayraviy tuzilmani butunlay yoʻq qilmasdan oʻrtacha mikrodeformatsiyani kamaytirgan.
• AS_L namunasi 1.833 ± 9 mV kenglikdagi passiv sohani koʻrsatgan.
• AS_L qutblanish egri chizigʻida metastabil chuqurchalardan keyin yaqqol qayta passivlanish yuz bergan.
• Yetmish ikki soatdan keyin AS_L ichki passiv qatlam qarshiligi AS_H qiymatining taxminan ikki baravariga chiqqan.
• AS_L sirtida nikel ulushi pastroq boʻlgan, TiO₂ ga boy passiv plyonka hosil boʻlgan.
• AS_H namunasida yuqoriroq martensit, mikrodeformatsiya va mahalliy sirt potensiali geterogenligi kuzatilgan.
• Toʻrsimon Ti₄Ni₂O_x choʻkindilari dastlabki metastabil chuqurchalarga hissa qoʻshsa-da, uzoq muddatli xatti-harakatni yakka oʻzi belgilamagan.

Tadqiqot qanday xulosalarni isbotlamaydi?

• Hujayraviy donalarning yuqori ulushi har bir NiTi tarkibi va har bir ishlab chiqarish tizimida ayni natijani berishi isbotlanmagan.
• AS_L ishlab chiqarish parametrlarining barcha LPBF mashinalari uchun bevosita optimal ekani koʻrsatilmagan.
• Tadqiqot haqiqiy dengiz suvi, tana suyuqligi, yuqori harorat yoki oʻzgaruvchan xlorid sharoitlarida oʻtkazilmagan.
• Uzoq muddatli dala korroziyasi yoki xizmat muddati oʻlchanmagan.
• Korroziyaning yaxshilanishi superelastiklik va shakl xotirasi samaradorligini saqlashi alohida koʻrsatilmagan.
• Choʻzilish, siqilish, charchoq yoki yoriq rivojlanishi tajribalari oʻtkazilmagan.
• Sirtdan nikel ionlari ajralishi bevosita eritma tahlili bilan oʻlchanmagan.
• Tibbiy biouygʻunlik yoki hujayra tajribalari bajarilmagan.
• Kichik gʻovaklarning uzoq muddatli korroziya charchogʻiga taʼsiri baholanmagan.
• Taxminan 1.833 mV passiv soha barcha real foydalanish sharoitlarida chuqurcha hosil boʻlmasligini anglatmaydi.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari nimalar?

• Manba hakamlar baholashidan oʻtmagan preprintdir.
• Faqat ikkita lazer quvvati-skanerlash tezligi kombinatsiyasi taqqoslangan.
• Ikki sharoitning hajmiy energiya zichligi bir xil boʻlsa-da, toʻliq harorat-vaqt tarixlari bevosita oʻlchanmagan.
• Korroziya tajribalari faqat 3,5 ogʻirlik foizli NaCl eritmasida oʻtkazilgan.
• Qutblanish sinovlari uch marta takrorlangan boʻlsa-da, ayrim mikrostrukturaviy oʻlchovlar uchun namuna soni batafsil berilmagan.
• TEM natijalari juda kichik mahalliy maydonlarni ifodalaydi.
• Hujayraviy donalar ulushi AS_L uchun turli boʻlimlarda 41,2 va 41,5 foiz deb berilgan.
• Passiv plyonka qalinligi bevosita kesim oʻlchovi bilan aniqlanmagan.
• XPS natijalari yarim miqdoriy sirt tarkibini beradi; plyonkaning chuqurlik boʻyicha toʻliq kimyoviy profili taqdim etilmagan.
• Ni ionining eritmaga ajralish miqdori ICP yoki shunga oʻxshash usul bilan oʻlchanmagan.
• Maʼlumotlar ochiq repozitoriyda eʼlon qilinmagan, soʻrov boʻyicha taqdim etilishi aytilgan.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tajriba dizaynining texnik xulosasi

Qoʻllanilgan tavsiflash usullari

Ikki namunaning mikrostrukturaviy taqqoslanishi

Asosiy korroziya topilmalarining taqqoslanishi

Qoʻllash uchun eng maqbul yondashuv qanday?

Tadqiqot natijalari LPBF NiTi ishlab chiqarishda faqat hajmiy energiya zichligini nishonga olish yetarli emasligini koʻrsatadi. Bir xil energiya zichligida ham lazer quvvati va skanerlash tezligini alohida tanlash eritma havzalari soni, chegara zichligi va yakuniy mikrostrukturani oʻzgartiradi.

Korroziyaga chidamlilik uchun tadqiqot tavsiya qilgan yondashuv quyidagi ketma-ketlikni kuzatadi:

1. Kichikroq va zichroq eritma havzalarini hosil qiladigan lazer parametrlarini tanlash
2. Hujayraviy donalar ulushini oshirish
3. Ishlab chiqarishdan keyingi oʻrta haroratli tavlash orqali mikrodeformatsiyani kamaytirish
4. Martensit ulushi va choʻkindi morfologiyasini kuzatish
5. Faqat dastlabki qutblanish natijasini emas, vaqt bilan rivojlanadigan passiv plyonka xatti-harakatini ham tekshirish

Bu yondashuv bevosita sanoat retsepti emas. Turli Ni/Ti nisbatlari, mashina optikasi, kukun xususiyatlari, skanerlash yoʻllari va detal geometriyalari uchun parametrlarni qayta optimallashtirish talab etiladi.

Sanoat qoʻllanishidan oldin qanday qoʻshimcha tajribalar talab etiladi?

• Turli lazer quvvati va skanerlash tezliklarini qamrab olgan kengroq jarayon xaritasi
• Turli ishlab chiqarish partiyalari orasida takrorlanuvchanlik
• Haqiqiy dengiz suvi va oʻzgaruvchan xlorid konsentratsiyalari
• Harorat, pH va erigan kislorod taʼsirlari
• Uzoq muddatli botirish va korroziya charchogʻi
• Choʻzilish va siqilish superelastikligi bilan bir vaqtdagi korroziya tajribalari
• Ni ionlari ajralishining miqdoriy eritma tahlili
• Passiv plyonka qalinligini kesim TEM yoki chuqurlik profili bilan oʻlchash
• Sirt gʻadir-budurligi va yakuniy ishlov usullarining taʼsiri
• Murakkab geometriyali haqiqiy LPBF detallar
• Tibbiy qoʻllash moʻljallansa, sunʼiy tana suyuqligi, biouygʻunlik va hujayra tajribalari
• Dengizchilikda qoʻllash moʻljallansa, kuchlanish ostida chuqurchalanish va yoriq rivojlanishi tajribalari

Manba va usul haqida izoh

• Tadqiqotning toʻliq asl nomi: Cellular grain control for enhanced pitting resistance in LPBF NiTi alloys
• Mualliflar: An Yan, Weisi Cai, Xubing Wei, Pengxu Li, Zhicheng He, Xiaowei Li, Meng Cheng, Lai-Chang Zhang, Chao Yang
• Mualliflar tartibi: An Yan birinchi, Weisi Cai ikkinchi, Xubing Wei uchinchi, Pengxu Li toʻrtinchi, Zhicheng He beshinchi, Xiaowei Li oltinchi, Meng Cheng yettinchi, Lai-Chang Zhang sakkizinchi va Chao Yang toʻqqizinchi muallifdir.
• Hammuallif birinchi muallif: Teng hissa yoki hammuallif birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.
• Maqolada koʻrsatilgan masʼul mualliflar: Xiaowei Li va Chao Yang
• SSRN platformasidagi aloqa muallifi: An Yan
• Muassasa 1: School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, China
• Muassasa 2: National Engineering Research Center of Near-net-shape Forming for Metallic Materials va Guangdong Provincial Key Laboratory for Processing and Forming of Advanced Metallic Materials, South China University of Technology, Guangzhou, China
• Muassasa 3: Department of Mechanical Engineering, The University of Hong Kong, Hong Kong, China
• Muassasa 4: School of Engineering, Edith Cowan University, Joondalup, Western Australia, Australia
• Muassasa 5: Jiangsu Key Laboratory for 3C Products Additive Manufacturing and Surface Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou, China
• DOI:10.2139/ssrn.7201326
• Nashr platformasi: SSRN
• Platforma operatori: Elsevier
• Jurnal: Muayyan hakamli jurnal yoki qabul qilingan nashr versiyasi tasdiqlanmagan.
• Nashr yili: 2026
• Manba turi: Qoʻshimcha ishlab chiqarish, mikrostrukturaviy tavsiflash, elektrokimyoviy tajribalar va passiv plyonka tahlilini oʻz ichiga olgan eksperimental preprint tadqiqoti
• Hakamlik holati: Hakamlar baholashidan oʻtmagan.
• Rasmiy manba havolasi:SSRN rasmiy tadqiqot sahifasi

Tadqiqot Xitoy Milliy tabiiy fanlar jamgʻarmasi qoʻshma fondlari U24A2025, Xitoy Milliy tabiiy fanlar jamgʻarmasi 52371027, Xuzhou “343” Industrial Development Project gx2025006 hamda South China University of Technology tarkibidagi Guangdong Provincial Key Laboratory for Processing and Forming of Advanced Metallic Materials GJ 202401 loyihasi tomonidan qoʻllab-quvvatlangan.

Mualliflar tadqiqot natijalariga taʼsir qilishi mumkin boʻlgan maʼlum raqobatlashuvchi moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat haqida xabar bermagan. Tadqiqot maʼlumotlari soʻrov boʻyicha ulashilishi aytilgan.

Ushbu oʻzbekcha izoh tadqiqotning ishlab chiqarish sxemasi, barcha tajriba usullari, XRD natijalari, optik va elektron mikroskop tasvirlari, TEM va kristall tuzilma tahlillari, qutblanish egri chiziqlari, elektrokimyoviy impedans natijalari, sirt potensiali xaritalari, XPS komponentlari, EBSD faza va KAM xaritalari hamda taklif etilgan korroziya mexanizmi oʻrganilib tayyorlangan.

Ilmiy mazmun faqat koʻrib chiqilgan tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manbalar faqat mualliflarning toʻliq ismlari, DOI, nashr platformasi, institutsional identifikatsiya va preprint holatini bibliografik tasdiqlash uchun ishlatilgan. Tadqiqotda boʻlmagan yangi korroziya natijasi, qoʻllash muvaffaqiyati yoki samaradorlik qiymati qoʻshilmagan.

Natijalar ikki aniq LPBF parametr guruhida ishlab chiqarilgan va bir xil tavlashdan oʻtkazilgan NiTi namunalariga tegishli. Hujayraviy donalar yuqori ulushining ijobiy taʼsiri past mikrodeformatsiya va mos faza-choʻkindi tuzilishi bilan birgalikda yuzaga kelgan. Shu sababli topilmalar faqat hujayraviy donalar ulushini oshirish barcha NiTi qotishmalarida yetarli boʻladi, deb talqin qilinmasligi kerak.