Formation of nanostructured surface layer, the white layer, through solid particles impingement during slurry erosion in a martensitic medium-carbon steel
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Javaheri, V.; Sadeghpour, S.; Karjalainen, P.; Lindroos, Matti; Haiko, O.; Sarmadi, N.; Pallaspuro, S.; Valtonen, K.; Pahlevani, F.; Laukkanen, Anssi; Kömi, J.
Abstrakti:
<p>The extremely altered topmost surface layer, known as the white layer, formed in a medium-carbon low-alloy steel as result of impacts by angular 10–12 mm granite particles during the slurry erosion process is comprehensively investigated. For this purpose, the characteristics, morphology, and formation mechanism of this white layer are described based on the microstructural observations using optical, scanning and transmission electron microscopies as well as nanoindentation hardness measurements and modelling of surface deformation. The white layer exhibits a nanocrystalline structure consisting of ultrafine grains with an average size of 200 nm. It has a nanohardness level of around 10.1 GPa, considerably higher than that of untempered martensitic bulk material (5.7 GPa) achieved by an induction hardening treatment. The results showed that during the high-speed slurry erosion process, solid particle impacts brought forth conditions of high strain, high strain rate, and multi-directional strain paths. This promoted formation of a cell-type structure at first and later, after increasing the number of impacts, development of subgrains following by subgrain rotation and eventually formation of a nanocrystalline structure with ultra-high hardness. The model confirmed that high strain conditions - much higher than required for the onset of plastic deformation - can be achieved on the surface resulting in severe microstructural and property changes during the slurry erosion test.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Oulun yliopisto
Kömi Jukka
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.wear.2022.204301
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä