Microestructura y Resistencia a la Corrosión de Ti6Al4V Fabricado por Fusión de Lecho de Polvo por Láser
Autores: Luo, Yiwa; Wang, Mingyong; Zhu, Jun; Tu, Jiguo; Jiao, Shuqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Potencia del láser
Tasa de escaneo
Densidad
Dureza
Resistencia a la compresión
Resistencia a la corrosión
Licencia
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La tecnología de fusión por lecho de polvo láser (LPBF) tiene una posición dominante en la preparación de implantes de titanio con una estructura compleja y un tamaño preciso. Sin embargo, las características de procesamiento de fusión y solidificación rápidas conducen a una baja densidad y a una mala resistencia a la corrosión de la aleación. Por lo tanto, se han investigado los efectos de la potencia del láser y la velocidad de escaneo sobre la densidad, dureza, resistencia a la compresión y resistencia a la corrosión de la aleación Ti6Al4V preparada por tecnología LPBF mediante microscopía metalográfica, un análisis mecánico y pruebas electroquímicas. Los resultados muestran que aumentar la velocidad de escaneo y disminuir la potencia del láser disminuye la potencia de transformación de la fase beta a la fase alfa y cambia la morfología de la fase alfa de forma de lámina a acicular. La dureza de la aleación Ti6Al4V alcanza el máximo (480.53 HV) para una velocidad de escaneo de 1000 mm/s y una potencia del láser de 280 W, debido a la suficiente precipitación de la fase alfa. Se producen agujeros no fusionados en la aleación de titanio cuando la densidad de energía del láser es demasiado baja para fundir el polvo. Se producen poros cuando la densidad de energía del láser es demasiado alta para vaporizar el polvo. Ambos defectos reducen la resistencia a la compresión de la aleación. La densidad relativa máxima de la aleación Ti6Al4V es del 99.96% para una velocidad de escaneo de 1200 mm/s y una potencia del láser de 240 W, y la resistencia a la compresión (1964 MPa) y la resistencia a la corrosión (3.16 MOhm·cm2) alcanzaron ambas el máximo.
Descripción
La tecnología de fusión por lecho de polvo láser (LPBF) tiene una posición dominante en la preparación de implantes de titanio con una estructura compleja y un tamaño preciso. Sin embargo, las características de procesamiento de fusión y solidificación rápidas conducen a una baja densidad y a una mala resistencia a la corrosión de la aleación. Por lo tanto, se han investigado los efectos de la potencia del láser y la velocidad de escaneo sobre la densidad, dureza, resistencia a la compresión y resistencia a la corrosión de la aleación Ti6Al4V preparada por tecnología LPBF mediante microscopía metalográfica, un análisis mecánico y pruebas electroquímicas. Los resultados muestran que aumentar la velocidad de escaneo y disminuir la potencia del láser disminuye la potencia de transformación de la fase beta a la fase alfa y cambia la morfología de la fase alfa de forma de lámina a acicular. La dureza de la aleación Ti6Al4V alcanza el máximo (480.53 HV) para una velocidad de escaneo de 1000 mm/s y una potencia del láser de 280 W, debido a la suficiente precipitación de la fase alfa. Se producen agujeros no fusionados en la aleación de titanio cuando la densidad de energía del láser es demasiado baja para fundir el polvo. Se producen poros cuando la densidad de energía del láser es demasiado alta para vaporizar el polvo. Ambos defectos reducen la resistencia a la compresión de la aleación. La densidad relativa máxima de la aleación Ti6Al4V es del 99.96% para una velocidad de escaneo de 1200 mm/s y una potencia del láser de 240 W, y la resistencia a la compresión (1964 MPa) y la resistencia a la corrosión (3.16 MOhm·cm2) alcanzaron ambas el máximo.