undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Tampereen yliopisto

Valtonen K. Orcid -palvelun logo

Oulun yliopisto

Kömi Jukka

Haiko Oskari Orcid -palvelun logo

Karjalainen Pentti Orcid -palvelun logo

Sadeghpour Saeed Orcid -palvelun logo

Pallaspuro Sakari Orcid -palvelun logo

Javaheri Vahid Orcid -palvelun logo

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Laukkanen Anssi Orcid -palvelun logo

Lindroos Matti Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Lehti/Sarja

Wear

Volyymi

496-497

Artikkelinumero

204301

Julkaisu­foorumi

68932

Julkaisufoorumitaso

2

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