influence of inherent surface and internal defects on mechanical properties of additively manufactured ti6al4v alloy: comparison between selective laser melting and electron beam melting

อิทธิพลของข้อบกพร่องที่พื้นผิวและข้อบกพร่องภายในที่มีอยู่เดิมต่อสมบัติเชิงกลของโลหะผสม Ti6Al4V ที่ผลิตด้วยการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ: การเปรียบเทียบระหว่างการหลอมแบบคัดเลือกด้วยเลเซอร์และการหลอมด้วยลำอิเล็กตรอน

Clicks: 337
ID: 180787
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #110 of 461 articles by views in Nature Materials

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 461 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Additive manufacture (AM) appears to be the most suitable technology to produce sophisticated, high quality, lightweight parts from Ti6Al4V alloy. However, the fatigue life of AM parts is of concern. In our study, we focused on a comparison of two techniques of additive manufacture—selective laser melting (SLM) and electron beam melting (EBM)—in terms of the mechanical properties during both static and dynamic loading. All of the samples were untreated to focus on the influence of surface condition inherent to SLM and EBM. The EBM samples were studied in the as-built state, while SLM was followed by heat treatment. The resulting similarity of microstructures led to comparable mechanical properties in tension, but, due to differences in surface roughness and specific internal defects, the fatigue strength of the EBM samples reached only half the value of the SLM samples. Higher surface roughness that is inherent to EBM contributed to multiple initiations of fatigue cracks, while only one crack initiated on the SLM surface. Also, facets that were formed by an intergranular cleavage fracture were observed in the EBM samples.
การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (AM) ถือเป็นเทคโนโลยีที่มีความเหมาะสมที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อน คุณภาพสูง และมีน้ำหนักเบาจากโลหะผสม Ti6Al4V อย่างไรก็ดี อายุความล้าของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยกระบวนการ AM ยังคงเป็นประเด็นที่ต้องให้ความสำคัญ ในการศึกษานี้ ผู้วิจัยได้มุ่งเน้นการเปรียบเทียบเทคนิคการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ 2 เทคนิค ได้แก่ การหลอมเฉพาะจุดด้วยเลเซอร์ (selective laser melting: SLM) และการหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (electron beam melting: EBM) ในแง่ของสมบัติเชิงกลภายใต้การรับภาระทั้งแบบสถิตและแบบพลวัต ชิ้นงานทดสอบทั้งหมดไม่ผ่านการปรับสภาพผิว เพื่อมุ่งศึกษาอิทธิพลของสภาวะพื้นผิวที่เป็นลักษณะเฉพาะของกระบวนการ SLM และ EBM โดยชิ้นงาน EBM ได้รับการศึกษาในสภาพหลังการขึ้นรูป (as-built state) ในขณะที่ชิ้นงาน SLM ผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน ความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างจุลภาคที่ได้ส่งผลให้สมบัติเชิงกลภายใต้แรงดึงมีค่าเทียบเคียงกันได้ ทว่าเนื่องจากความแตกต่างด้านความหยาบผิวและความบกพร่องภายในที่เฉพาะเจาะจง ความแข็งแรงต่อความล้าของชิ้นงาน EBM จึงมีค่าเพียงครึ่งหนึ่งของชิ้นงาน SLM เท่านั้น ความหยาบผิวที่สูงกว่าซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ EBM มีส่วนทำให้เกิดจุดเริ่มต้นของรอยร้าวจากความล้าหลายตำแหน่ง ในขณะที่บนพื้นผิวของชิ้นงาน SLM เกิดจุดเริ่มต้นของรอยร้าวเพียงจุดเดียว นอกจากนี้ ยังสังเกตพบระนาบแตกเรียบ (facets) ซึ่งเกิดจากการแตกหักแบบคลีเวจตามขอบเกรนในชิ้นงาน EBM อีกด้วย
Reference Key
fousov2018materialsinfluence Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Michaela Fousová, Dalibor Vojtěch, Karel Doubrava, Matěj Daniel, Chiu-Feng Lin
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal Nature Materials
Year 2018
DOI
10.3390/ma11040537
URL
http://www.mdpi.com/1996-1944/11/4/537
Keywords
mechanical properties selective laser melting electron beam melting electronics civil engineering (general)microscopydescriptive and experimental mechanics nuclear engineeringengineering (general)

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.