Desarrollo de Estrés Interfacial y Susceptibilidad a la Grieta durante la Fusión por Láser en Cama de Polvo de Compuestos de Matriz AlSi10Mg Reforzados con Partículas Aleatorias de TiB2
Autores: Ma, Chenglong; Fang, Ziyu; Wu, Meiping; Miao, Xiaojin; Wang, Quanlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fusión por lecho de polvo láser
Compuestos a base de Al
Partículas micron de TiB2
Estrés térmico
Agrietamiento en la interfaz
Estrés interfacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Se estableció un modelo termo-mecánico multifásico acoplado secuencialmente para la fusión por láser de lecho de polvo (LPBF) de compuestos a base de Al reforzados con partículas de TiB2 de 1 % en peso. Debido a la notable diferencia en las propiedades termo-físicas, se predijo que el máximo estrés térmico se produciría en la interfaz TiB2/matriz de Al y se formaría en la etapa de transición líquido-sólido. Mientras tanto, se predijeron curvas de evolución complicadas de temperatura, deformación y tasa de deformación con el tiempo de movimiento del láser durante la etapa de solidificación. Para evaluar las susceptibilidades a la fisuración de la interfaz de los compuestos de micron-TiB2/AlSi10Mg, se calculó el estrés de flujo de la matriz, en lugar de la resistencia a la tracción última, basado en la relación constitutiva física. A partir de la comparación entre el estrés de flujo calculado y el estrés equivalente de Von Mises simulado, se encontró que un aumento en el tamaño de las partículas de TiB2 tendía a inducir un mayor estrés interfacial que el estrés de flujo calculado, aumentando así la tendencia a la fisuración interfacial, lo cual también fue verificado efectivamente por los resultados experimentales.
Descripción
Se estableció un modelo termo-mecánico multifásico acoplado secuencialmente para la fusión por láser de lecho de polvo (LPBF) de compuestos a base de Al reforzados con partículas de TiB2 de 1 % en peso. Debido a la notable diferencia en las propiedades termo-físicas, se predijo que el máximo estrés térmico se produciría en la interfaz TiB2/matriz de Al y se formaría en la etapa de transición líquido-sólido. Mientras tanto, se predijeron curvas de evolución complicadas de temperatura, deformación y tasa de deformación con el tiempo de movimiento del láser durante la etapa de solidificación. Para evaluar las susceptibilidades a la fisuración de la interfaz de los compuestos de micron-TiB2/AlSi10Mg, se calculó el estrés de flujo de la matriz, en lugar de la resistencia a la tracción última, basado en la relación constitutiva física. A partir de la comparación entre el estrés de flujo calculado y el estrés equivalente de Von Mises simulado, se encontró que un aumento en el tamaño de las partículas de TiB2 tendía a inducir un mayor estrés interfacial que el estrés de flujo calculado, aumentando así la tendencia a la fisuración interfacial, lo cual también fue verificado efectivamente por los resultados experimentales.