Un análisis detallado de los cambios microestructurales en la vecindad de un defecto iniciador de grietas en AISI 316L fabricado aditivamente
Autores: Blinn, Bastian; Barrirero, Jenifer; Campo Schneider, Lucía Paula; Pauly, Christoph; Lion, Philipp; Mücklich, Frank; Beck, Tilmann
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Metales
Fusión de lecho de polvo basada en láser
Defectos
Microestructura
Vida a fatiga
Transformación de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
La vida a fatiga de los metales fabricados mediante fusión de lecho de polvo basada en láser (L-PBF) depende en gran medida de los defectos inducidos por el proceso. En este contexto, no solo se deben considerar el tamaño y la geometría del defecto, sino también las propiedades y la microestructura del volumen de material circundante. En el trabajo presentado, se analizaron en detalle los cambios microestructurales en la vecindad de un defecto que inicia una grieta en una muestra de fatiga producida mediante L-PBF y hecha de AISI 316L. Se utilizaron técnicas de haz de iones enfocado de plasma de xenón (Xe-FIB), microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD) para investigar la distribución de fases, las desorientaciones locales y la estructura de grano, incluidas las orientaciones cristalográficas. Estos análisis revelaron una estructura de grano fino en la vecindad del defecto, que está dispuesta de acuerdo con la geometría del charco de fusión. Además de una deformación plástica cíclica pronunciada, se observó una transformación inducida por deformación de la fase austenítica inicial en martensita alfa". La deformación plástica, así como la transformación de fase, fueron más pronunciadas cerca de la frontera entre el defecto y el volumen de material circundante. Sin embargo, la extensión de la deformación plástica y la transformación de fase inducida por deformación varían localmente en esta región fronteriza. Aunque se observó un efecto beneficioso de ciertas orientaciones de grano en la transformación de fase y la deformabilidad plástica, los cambios microestructurales encontrados no pueden explicarse únicamente por la respectiva orientación cristalográfica. Se supone que estos cambios dependen además de la distribución inhomogénea de las tensiones multiaxiales debajo del defecto, así como de la morfología del grano.
Descripción
La vida a fatiga de los metales fabricados mediante fusión de lecho de polvo basada en láser (L-PBF) depende en gran medida de los defectos inducidos por el proceso. En este contexto, no solo se deben considerar el tamaño y la geometría del defecto, sino también las propiedades y la microestructura del volumen de material circundante. En el trabajo presentado, se analizaron en detalle los cambios microestructurales en la vecindad de un defecto que inicia una grieta en una muestra de fatiga producida mediante L-PBF y hecha de AISI 316L. Se utilizaron técnicas de haz de iones enfocado de plasma de xenón (Xe-FIB), microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD) para investigar la distribución de fases, las desorientaciones locales y la estructura de grano, incluidas las orientaciones cristalográficas. Estos análisis revelaron una estructura de grano fino en la vecindad del defecto, que está dispuesta de acuerdo con la geometría del charco de fusión. Además de una deformación plástica cíclica pronunciada, se observó una transformación inducida por deformación de la fase austenítica inicial en martensita alfa". La deformación plástica, así como la transformación de fase, fueron más pronunciadas cerca de la frontera entre el defecto y el volumen de material circundante. Sin embargo, la extensión de la deformación plástica y la transformación de fase inducida por deformación varían localmente en esta región fronteriza. Aunque se observó un efecto beneficioso de ciertas orientaciones de grano en la transformación de fase y la deformabilidad plástica, los cambios microestructurales encontrados no pueden explicarse únicamente por la respectiva orientación cristalográfica. Se supone que estos cambios dependen además de la distribución inhomogénea de las tensiones multiaxiales debajo del defecto, así como de la morfología del grano.