La interacción del gradiente térmico y los parámetros del proceso láser en las propiedades mecánicas, características geométricas y microestructurales de recubrimientos compuestos de titanio (Ti6Al4V) claddados por láser
Autores: Fatoba, Olawale Samuel; Jen, Tien-Chien
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Desarrollo
Técnicas de modificación de superficie con láser
Aleación de titanio
DLMD
Microestructura
Recubrimientos compuestos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo de técnicas de modificación de superficie por láser como la deposición directa de metal por láser (DLMD), la aleación de titanio (TI6Al4V) puede ahora preservar toda su microestructura de metal base mientras se modifica su superficie para tener mejores características. Numerosos problemas de superficie en la industria aeroespacial pueden resolverse utilizando este método sin cambiar la microestructura primaria de la aleación de titanio. Como resultado, la aleación de titanio se utiliza ahora más ampliamente en sectores fuera de la industria aeroespacial y automotriz. Esto es posible al fabricar recubrimientos compuestos metálicos en aleaciones de titanio utilizando el mismo método DLMD. Cualquier componente puede ser reparado utilizando este método, extendiendo así la vida del componente. El proceso experimental se llevó a cabo utilizando un sistema láser de Ytterbio de 3000 W en el Centro Nacional de Láser del CSIR en Sudáfrica. A través del uso de un sistema láser, se creó AlCuTi/Ti6Al4V. La caracterización de los materiales para el rectificado y pulido se realizó de acuerdo con métodos estándar. Hay una correlación sustancial entre la tasa de alimentación del refuerzo, la velocidad de escaneo y los componentes de potencia del láser. Debido al papel significativo que desempeñó el refuerzo de aluminio y la presencia de aluminio en la estructura del metal base, también se crearon estructuras Ti-Al. La reacción y solidificación de los refuerzos de cobre y aluminio en el charco de fusión produjeron las fases dendríticas visibles en las microestructuras. En comparación con la aleación base, el valor más alto de microdureza de 1117.2 HV1.0 equivale a una mejora del 69.1% en la dureza de los recubrimientos compuestos. La propiedad de dureza mejorada está relacionada con las fases dendríticas formadas en las microestructuras como resultado de parámetros de proceso optimizados. Las resistencias a la tracción de los recubrimientos ternarios recubiertos por láser también mejoraron en un 23%, 46.2%, 13.1%, 70%, 34.3% y 51.7% en comparación con los sustratos de aleación de titanio. Las resistencias al rendimiento de los recubrimientos ternarios recubiertos por láser mejoraron en un 19%, 46.7%, 12.9%, 69.3%, 34.7% y 52.1% en comparación con el sustrato de aleación de titanio.
Descripción
Con el desarrollo de técnicas de modificación de superficie por láser como la deposición directa de metal por láser (DLMD), la aleación de titanio (TI6Al4V) puede ahora preservar toda su microestructura de metal base mientras se modifica su superficie para tener mejores características. Numerosos problemas de superficie en la industria aeroespacial pueden resolverse utilizando este método sin cambiar la microestructura primaria de la aleación de titanio. Como resultado, la aleación de titanio se utiliza ahora más ampliamente en sectores fuera de la industria aeroespacial y automotriz. Esto es posible al fabricar recubrimientos compuestos metálicos en aleaciones de titanio utilizando el mismo método DLMD. Cualquier componente puede ser reparado utilizando este método, extendiendo así la vida del componente. El proceso experimental se llevó a cabo utilizando un sistema láser de Ytterbio de 3000 W en el Centro Nacional de Láser del CSIR en Sudáfrica. A través del uso de un sistema láser, se creó AlCuTi/Ti6Al4V. La caracterización de los materiales para el rectificado y pulido se realizó de acuerdo con métodos estándar. Hay una correlación sustancial entre la tasa de alimentación del refuerzo, la velocidad de escaneo y los componentes de potencia del láser. Debido al papel significativo que desempeñó el refuerzo de aluminio y la presencia de aluminio en la estructura del metal base, también se crearon estructuras Ti-Al. La reacción y solidificación de los refuerzos de cobre y aluminio en el charco de fusión produjeron las fases dendríticas visibles en las microestructuras. En comparación con la aleación base, el valor más alto de microdureza de 1117.2 HV1.0 equivale a una mejora del 69.1% en la dureza de los recubrimientos compuestos. La propiedad de dureza mejorada está relacionada con las fases dendríticas formadas en las microestructuras como resultado de parámetros de proceso optimizados. Las resistencias a la tracción de los recubrimientos ternarios recubiertos por láser también mejoraron en un 23%, 46.2%, 13.1%, 70%, 34.3% y 51.7% en comparación con los sustratos de aleación de titanio. Las resistencias al rendimiento de los recubrimientos ternarios recubiertos por láser mejoraron en un 19%, 46.7%, 12.9%, 69.3%, 34.7% y 52.1% en comparación con el sustrato de aleación de titanio.