Efectos de la humedad en las cualidades y propiedades de la fabricación aditiva por fusión de lecho de polvo láser (LPBF) de piezas de acero inoxidable 17-4PH tal como se construyeron
Autores: Kim, Taehwan; Kim, Min-Kyeom; Fang, Yongjian; Suhr, Jonghwan
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
Parámetros del proceso
Efecto de la humedad
Densidad
Resistencia al rendimiento
Resistencia a la tracción última
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La fusión por lecho de polvo láser (LPBF) tiene las ventajas de alta resolución y libertad geométrica, pero puede ser susceptible a fallos en el proceso y defectos causados por parámetros de proceso inapropiados y condiciones del polvo. Este estudio tiene como objetivo revelar y cuantificar el efecto de la humedad en las cualidades y propiedades de las piezas construidas en su estado inicial con varios parámetros de proceso. Los resultados mostraron que la densidad disminuyó en un 7.86% con polvo húmedo (60.0% de humedad relativa (HR)) en comparación con polvo seco (3.4% HR). Como era de esperar, la baja densidad observada condujo a la degradación de las propiedades en la dureza, la resistencia al rendimiento (YS) y la resistencia a la tracción última (UTS) del polvo húmedo en un 11.7, 15.02 y 21.25%, respectivamente, en comparación con el polvo seco (3.4% HR). Curiosamente, la elongación en el punto de ruptura de las piezas fabricadas con polvo húmedo (60.0% HR) aumentó en un 2.82%, mientras que su YS y UTS disminuyeron significativamente. Parece que las moléculas de agua en la superficie del polvo obstaculizaron la reacción entre el gas de protección N2 y el polvo fundido, lo que resultó en la reducción de la fase de austenita en hasta un 4.05% en peso. Esto podría ser principalmente responsable de la disminución tanto del YS como del UTS del polvo húmedo en aproximadamente 100 y 150 MPa, respectivamente. Este estudio demuestra que la humedad del polvo metálico utilizado para LPBF debe ser controlada cuidadosamente para garantizar cualidades y propiedades deseables en el estado inicial.
Descripción
La fusión por lecho de polvo láser (LPBF) tiene las ventajas de alta resolución y libertad geométrica, pero puede ser susceptible a fallos en el proceso y defectos causados por parámetros de proceso inapropiados y condiciones del polvo. Este estudio tiene como objetivo revelar y cuantificar el efecto de la humedad en las cualidades y propiedades de las piezas construidas en su estado inicial con varios parámetros de proceso. Los resultados mostraron que la densidad disminuyó en un 7.86% con polvo húmedo (60.0% de humedad relativa (HR)) en comparación con polvo seco (3.4% HR). Como era de esperar, la baja densidad observada condujo a la degradación de las propiedades en la dureza, la resistencia al rendimiento (YS) y la resistencia a la tracción última (UTS) del polvo húmedo en un 11.7, 15.02 y 21.25%, respectivamente, en comparación con el polvo seco (3.4% HR). Curiosamente, la elongación en el punto de ruptura de las piezas fabricadas con polvo húmedo (60.0% HR) aumentó en un 2.82%, mientras que su YS y UTS disminuyeron significativamente. Parece que las moléculas de agua en la superficie del polvo obstaculizaron la reacción entre el gas de protección N2 y el polvo fundido, lo que resultó en la reducción de la fase de austenita en hasta un 4.05% en peso. Esto podría ser principalmente responsable de la disminución tanto del YS como del UTS del polvo húmedo en aproximadamente 100 y 150 MPa, respectivamente. Este estudio demuestra que la humedad del polvo metálico utilizado para LPBF debe ser controlada cuidadosamente para garantizar cualidades y propiedades deseables en el estado inicial.