Engineering Science and Technology an International Journal· 2026Q1
Ni-Tabanlı Tek Kristal Süper Alaşım (CMSX-4) Malzemede İşleme Parametreleri ve Kristalografik Yönlenmenin Yüzey Bütünlüğü ve Yüzey Altı Deformasyonu Üzerindeki Etkisi
Influence of Machining parameters and crystallographic orientation on surface integrity and subsurface deformation in a Ni-Based Single-Crystal superalloy (CMSX-4)
- 0atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
CMSX-4 süper alaşımının frezelenmesi, yüzeyde sertleşmeye (366.2 HV5'ten 413.4-463.9 HV5'e) ve plastik olarak deforme olmuş bir yüzey altı katman oluşumuna yol açtı; [103]y yönlenmesi en iyi yüzey kalitesini ve en düşük mikrosertliği sağladı.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- CMSX-4 süper alaşımının frezelenmesi, 366.2 HV5'ten 413.4-463.9 HV5'e yüzey sertleşmesine ve plastik olarak deforme olmuş bir yüzey altı katmanına neden olur.
- Yüzey pürüzlülüğü ilerleme hızı ve kesme derinliği ile artarken; kesme hızı yüzey kalitesini iyileştirir.
- [103]y kristalografik yönlenmesi, kayma sistemleriyle uyumu sayesinde en iyi yüzey kalitesini ve en düşük mikrosertliği sağlar.
- Elverişsiz yönlenmeler ([103]x, [001]) artan pürüzlülüğe ve daha derin deformasyon katmanlarına yol açar.
- Deformasyon, minimum kafes dönmesi ile kesme yönü boyunca uzayan bozulmuş γ′ çökelikleri ile karakterizedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
This work presents a comprehensive investigation of the combined effects of machining parameters and crystallographic orientation on the surface integrity of the nickel-based single-crystal superalloy, CMSX-4, during milling. The effects of cutting speed, feed rate, and depth of cut, along with crystallographic orientations [001] and [103], were systematically evaluated. The results show that the surface roughness increases with feed rate (f) and depth of cut (d), whereas an increase in cutting speed (Vc) leads to improved surface finish. The microstructural analysis reveals the formation of a plastically deformed subsurface layer, accompanied by surface hardening, with an increase in microhardness from 366.2 HV5 to values ranging from 413.4 to 463.9 HV5 after milling, depending on the machining parameters. The milling deformation layer (MDL) thickness exhibits a strong dependence on feed rate and cutting speed. The SEM micrograph of the subsurface region after milling reveals severe plastic deformation induced by thermo-mechanical loading, characterized by distortion of the γ′ precipitates and their elongation along the shear direction. The lattice rotation remains minimal, indicating localized deformation without significant crystallographic misorientation. The surface integrity also shows a dependence on crystallographic orientation. Milling along the [103]y direction yields the best surface finish and the lowest microhardness due to favourable alignment with the {1 1 1}〈110〉 slip systems, enabling efficient shear-dominated material removal. In contrast, unfavourable orientations, [103] x and [001], promote restricted slip and enhanced ploughing, resulting in increased surface roughness and deeper MDL. This work establishes a direct mechanistic correlation between machining parameters, crystallographic orientation, and surface integrity, providing a framework for optimizing machining strategies for single-crystal superalloys in high-performance aerospace applications.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Engineering Science and Technology an International Journal, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
General Materials ScienceMaterials Science