Fusión Selectiva por Láser de Superaleación de Níquel No Soldable: Microestructura, Grietas y Textura
Autores: Starikov, Kirill; Polozov, Igor; Borisov, Evgenii; Kim, Artem; Voevodenko, Daniil; Gracheva, Anna; Shamshurin, Alexey; Popovich, Anatoly
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fabricación aditiva
Fusión selectiva por láser
Características microestructurales
Defectos
Parámetros del proceso
Superaleaciones a base de níquel
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación aditiva, particularmente la fusión selectiva por láser, presenta posibilidades emocionantes para fabricar componentes a partir de superaleaciones de níquel de alta temperatura. Controlar las características microestructurales y minimizar los defectos en las muestras fabricadas son desafíos críticos. Este estudio explora la influencia de los parámetros del proceso en la microestructura y la formación de defectos en muestras de superaleaciones de níquel solidificadas direccionalmente. Realizamos un análisis exhaustivo de las variables del proceso de fusión selectiva por láser, incluyendo el espaciamiento interdendrítico, los tiempos de cristalización y la densidad de energía volumétrica. Se empleó el análisis de difracción de electrones retrodispersados para evaluar la viabilidad de obtener una estructura direccional en muestras de aleación de níquel resistente al calor de un solo cristal utilizando fusión selectiva por láser. El estudio muestra una correlación significativa entre la reducción del espaciamiento interdendrítico y el aumento de la formación de defectos. Tiempos de cristalización más largos y una mayor densidad de energía volumétrica conducen a volúmenes y tamaños de defectos disminuidos. El análisis de difracción de electrones retrodispersados confirma el mantenimiento de la dirección de crecimiento preferencial a través de las capas subsiguientes. Nuestra investigación subraya la importancia de optimizar los parámetros de fusión selectiva por láser, equilibrar los elementos refractarios en la composición de la aleación y adoptar estrategias para mejorar los tiempos de cristalización para minimizar los defectos estructurales. Este enfoque integral asegura tanto la resistencia al calor como defectos mínimos, facilitando la producción de componentes de alta calidad. Estos hallazgos contribuyen a avanzar en las aplicaciones de fusión selectiva por láser en industrias críticas como la aeroespacial y la generación de energía, donde los materiales resistentes al calor son fundamentales.
Descripción
La fabricación aditiva, particularmente la fusión selectiva por láser, presenta posibilidades emocionantes para fabricar componentes a partir de superaleaciones de níquel de alta temperatura. Controlar las características microestructurales y minimizar los defectos en las muestras fabricadas son desafíos críticos. Este estudio explora la influencia de los parámetros del proceso en la microestructura y la formación de defectos en muestras de superaleaciones de níquel solidificadas direccionalmente. Realizamos un análisis exhaustivo de las variables del proceso de fusión selectiva por láser, incluyendo el espaciamiento interdendrítico, los tiempos de cristalización y la densidad de energía volumétrica. Se empleó el análisis de difracción de electrones retrodispersados para evaluar la viabilidad de obtener una estructura direccional en muestras de aleación de níquel resistente al calor de un solo cristal utilizando fusión selectiva por láser. El estudio muestra una correlación significativa entre la reducción del espaciamiento interdendrítico y el aumento de la formación de defectos. Tiempos de cristalización más largos y una mayor densidad de energía volumétrica conducen a volúmenes y tamaños de defectos disminuidos. El análisis de difracción de electrones retrodispersados confirma el mantenimiento de la dirección de crecimiento preferencial a través de las capas subsiguientes. Nuestra investigación subraya la importancia de optimizar los parámetros de fusión selectiva por láser, equilibrar los elementos refractarios en la composición de la aleación y adoptar estrategias para mejorar los tiempos de cristalización para minimizar los defectos estructurales. Este enfoque integral asegura tanto la resistencia al calor como defectos mínimos, facilitando la producción de componentes de alta calidad. Estos hallazgos contribuyen a avanzar en las aplicaciones de fusión selectiva por láser en industrias críticas como la aeroespacial y la generación de energía, donde los materiales resistentes al calor son fundamentales.