research on selective laser melting of ti6al4v: surface morphologies, optimized processing zone, and ductility improvement mechanism

بحث حول الصهر الانتقائي بالليزر لسبيكة Ti6Al4V: مورفولوجيا السطح، ونطاق المعالجة الأمثل، وآلية تحسين المَطيلية

Clicks: 285
ID: 182721
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
Steady

Ranked #51 of 136 articles by views in seminars in cancer biology

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 136 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
The quality and mechanical properties of titanium alloy fabricated using selective laser melting (SLM) are critical to the adoption of the process which has long been impeded by the lack of uniformity in SLM-fabrication parameter optimization. In order to address this problem, laser power and scanning speed were combined into linear energy density as an independent variable, while surface morphology was defined as a metric. Based on full-factor experiments, the surface quality of SLM-fabricated titanium alloy was classified into five zones: severe over-melting zone, high-energy density nodulizing zone, smooth forming zone, low-energy density nodulizing zone, and sintering zone. The mechanism resulting in the creation of each zone was analyzed. Parameter uniformity was achieved by establishing a parameter window for each zone, and it also revealed that under smooth forming conditions, the relationship of linear energy density to the quality of the formed surface is not linear. It was also found that fabrication efficiency could be improved in the condition of the formation of a smooth surface by increasing laser power and scanning speed. In addition, maximum elongation of the SLM-fabricated titanium alloy increased when the densified parts were processed using an appropriate heat treatment, from a low value of 5.79% to 10.28%. The mechanisms of change in ductility of the alloy were thoroughly analyzed from the perspectives of surface microstructure and fracture morphology. Results indicate that after heat treatment, the microcosmic structure of the alloy was converted from acicular martensite α’ phase to a layered α+β double-phase structure, the fracture type also changed from quasi-cleavage to ductile fracture.
تُعدّ الجودة والخواص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم المُصنّعة باستخدام تقنية الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) أمرًا بالغ الأهمية لاعتماد هذه التقنية، التي لطالما أُعِيقَ تطبيقها بسبب غياب الاتساق في تحسين معلمات التصنيع. ولمعالجة هذه المشكلة، دُمجت قدرة الليزر وسرعة المسح في متغيّر مستقل يُمثّل كثافة الطاقة الخطية، في حين عُرّفت مورفولوجيا السطح كمقياس تقييمي. وبناءً على التجارب العاملية الكاملة، صُنّفت جودة سطح سبائك التيتانيوم المُصنّعة بتقنية SLM إلى خمس مناطق: منطقة الانصهار المفرط الشديد، ومنطقة التكوّر ذات كثافة الطاقة العالية، ومنطقة التشكيل الأملس، ومنطقة التكوّر ذات كثافة الطاقة المنخفضة، ومنطقة التلبيد. وجرى تحليل الآلية المسؤولة عن تشكّل كل منطقة. كما تحقق اتساق المعلمات من خلال تحديد نافذة معلمات لكل منطقة، وتبيّن كذلك أنه في ظل ظروف التشكيل الأملس، لا تكون العلاقة بين كثافة الطاقة الخطية وجودة السطح المتشكّل خطية. ووُجد أيضاً أنه يمكن تحسين كفاءة التصنيع في حالة تشكّل السطح الأملس من خلال زيادة قدرة الليزر وسرعة المسح. بالإضافة إلى ذلك، ازدادت الاستطالة القصوى لسبائك التيتانيوم المُصنّعة بتقنية SLM عند معالجة الأجزاء المكثفة بالمعالجة الحرارية المناسبة، حيث ارتفعت من قيمة منخفضة بلغت 5.79% إلى 10.28%. وخضعت آليات التغيّر في مطيلية السبيكة لتحليل شامل ومستفيض من منظور البنية المجهرية السطحية ومورفولوجيا الكسر. وتُشير النتائج إلى أنه بعد المعالجة الحرارية، تحولت البنية المجهرية للسبيكة من طور المارتنزيت الإبري α' إلى بنية رقائقية ثنائية الطور α+β، كما تحول نمط الكسر من كسر شبه انفلاقي إلى كسر مطيلي.
Reference Key
wang2018metalsresearch Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Di Wang;Wenhao Dou;Yongqiang Yang
Journal seminars in cancer biology
Year 2018
DOI
10.3390/met8070471
URL
http://www.mdpi.com/2075-4701/8/7/471
Keywords
surface morphology selective laser melting metallurgy

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.