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자료유형
학술저널
저자정보
Elina Akbarzadeh (Sahand University of Technology) Koray Yurtışık (Middle East Technical University) C. Hakan Gür (Middle East Technical University) Tohid Saeid (Sahand University of Technology) Reza Tavangar (Sahand University of Technology)
저널정보
대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.7
발행연도
2024.7
수록면
1,977 - 1,996 (20page)
DOI
10.1007/s12540-023-01623-3

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This study investigates the influence of the shielding gas composition on the microstructural and mechanical properties ofwire arc additive manufactured duplex stainless steel. The choice of shielding gas influences the quality and performance ofthese steels in various industries. Three shielding gases, namely Ar, Ar + 2wt%O2 (Ar–O), and Ar + 2wt%N2 (Ar–N) wereused for the deposition of walls with 2209 duplex stainless steel wire. Extensive microstructural analysis and mechanicalproperty evaluations were performed. Based on microscopic observations, the walls produced under different gases exhibitedvarying inclusion levels, primarily composed of silicon-rich oxide inclusions, with the Ar–O sample exhibiting the highestinclusion concentration at 1.5 vol%. Moreover, the microstructure of all samples consisted of ferrite and austenite phases withdifferent austenite morphologies, with intergranular austenite dominating in the Ar–O sample. In three samples, differentdegrees of preferred orientation were found in both the ferrite and austenite phases. In this regard, the Ar and Ar–O sampleshad the strongest and weakest texture, respectively, owing to the influence of inclusions on the formation of a random texture.The microhardness mapping revealed the highest hardness of 250 HV in the Ar–N sample and the lowest hardness of 220 Hvin the Ar–O sample. Nitrogen's strengthening effect on austenite in the Ar–N sample and the higher austenite content in theAr–O sample were believed to be responsible for these variations. Nanohardness indentations confirmed the lower hardnessof austenite compared to ferrite, corroborating the overall lower hardness observed in the Ar–O sample. The Ar–N sampleexhibited the highest tensile strength and yield strength of 826 and 539 MPa, respectively in the horizontal direction, whichis consistent with the observed hardness results. On the other hand, the Ar sample exhibited the highest elongation of allsamples at 39%, which is consistent with its lower inclusion content.

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