Aleaciones de Al 2024 Formadas por LPBF: Proceso, Microestructura, Propiedades y Comportamiento de Agrietamiento Térmico
Autores: Yao, Sen; Wang, Jiajian; Li, Min; Chen, Zhen; Lu, Bingheng; Shen, Song; Li, Yao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleación de aluminio
Formación LPBF
Parámetros del proceso
Agrietamiento térmico
Densidad
Resistencia a la tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
El 2024Al es una aleación de aluminio tratable térmicamente de la serie Al-Cu-Mg con alta resistencia y excelente resistencia al daño. Para obtener un componente objetivo de alto rendimiento formado por LPBF de 2024Al, se investiga sistemáticamente el efecto de los parámetros del proceso en la densidad, microestructura y rendimiento, y se analiza en detalle el fenómeno de agrietamiento térmico. Los resultados revelan que la optimización de los parámetros del proceso puede suprimir los agrietamientos generados durante la formación por LPBF de 2024Al hasta cierto punto. Cuando la densidad de energía del láser es de 741 J/mm3, la densidad máxima alcanza el 99.77%, mientras que la resistencia a la tracción y la elongación alcanzan 330 +/- 7 MPa y 9 +/- 0.6%, respectivamente. Debido a los altos contenidos de Cu y Mg en 2024Al, la tasa de deformación transversal de los granos columnares durante la formación por LPBF es fácilmente superior a la suma de la tasa de expansión transversal de los granos y la tasa de llenado de la fase líquida en los límites de los granos, lo que resulta en una fuerte sensibilidad al agrietamiento térmico. Además, una tasa de enfriamiento extremadamente alta (-108 K/s) y la entrada de calor durante la formación por LPBF reducen la tasa de llenado de la fase líquida en los límites de los granos, lo que agrava aún más la tendencia al agrietamiento térmico. El estudio actual proporciona orientación experimental para la preparación de aleaciones de 2024Al de alta calidad, sin grietas o incluso libres de grietas.
Descripción
El 2024Al es una aleación de aluminio tratable térmicamente de la serie Al-Cu-Mg con alta resistencia y excelente resistencia al daño. Para obtener un componente objetivo de alto rendimiento formado por LPBF de 2024Al, se investiga sistemáticamente el efecto de los parámetros del proceso en la densidad, microestructura y rendimiento, y se analiza en detalle el fenómeno de agrietamiento térmico. Los resultados revelan que la optimización de los parámetros del proceso puede suprimir los agrietamientos generados durante la formación por LPBF de 2024Al hasta cierto punto. Cuando la densidad de energía del láser es de 741 J/mm3, la densidad máxima alcanza el 99.77%, mientras que la resistencia a la tracción y la elongación alcanzan 330 +/- 7 MPa y 9 +/- 0.6%, respectivamente. Debido a los altos contenidos de Cu y Mg en 2024Al, la tasa de deformación transversal de los granos columnares durante la formación por LPBF es fácilmente superior a la suma de la tasa de expansión transversal de los granos y la tasa de llenado de la fase líquida en los límites de los granos, lo que resulta en una fuerte sensibilidad al agrietamiento térmico. Además, una tasa de enfriamiento extremadamente alta (-108 K/s) y la entrada de calor durante la formación por LPBF reducen la tasa de llenado de la fase líquida en los límites de los granos, lo que agrava aún más la tendencia al agrietamiento térmico. El estudio actual proporciona orientación experimental para la preparación de aleaciones de 2024Al de alta calidad, sin grietas o incluso libres de grietas.