Fabricación Aditiva de Metal con Láser Precolocado sobre Sustrato de Titanio Grado 5: Formación de Capas, Resistencia a la Oxidación y Resistencia al Desgaste
Autores: Lin, Junyu; Wang, Ji; Xu, Chang; Li, Benben; Chen, Bin; Xu, Peiquan; Li, Leijun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Láser
Materiales aditivos
Aleaciones de titanio
Impresión 3D
Microestructuras
Resistencia a la oxidación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Se investigaron los parámetros del láser y los materiales aditivos para la fabricación aditiva con láser de aleaciones de titanio. Se propuso un método basado en tiras de metal precolocadas para la impresión 3D de componentes de titanio. Antes del procesamiento con láser, las tiras de metal se fijaron a un sustrato de titanio de Grado 5 utilizando soldadura por puntos de resistencia. Se investigó el efecto de las condiciones de procesamiento (potencia del láser: 1.5-3.0 kW; velocidad de escaneo: 3-9 mm·s-1; una o tres capas; 1, 6 o 12 pasadas; Grado 2 y Grado 5 como aditivos) en las microestructuras, la resistencia a la oxidación y la resistencia al desgaste de las muestras impresas. Los resultados mostraron que la microestructura consistía en martensita alfa, alfa estabilizada por oxígeno, beta transformada que contiene alfa acicular grueso y fino, óxidos de titanio y carburos. Se observaron grietas, particularmente cerca de la superficie superior de las muestras de tres capas. Se sugirió que las grietas se formaron debido a tensiones residuales acumulativas y la formación de alfa estabilizada por oxígeno y martensita alfa que podrían causar fragilidad. Se realizaron pruebas de oxidación y desgaste para verificar el rendimiento mejorado. Después de 55 horas de oxidación, las muestras impresas mostraron ganancias de masa de 0.029-0.035 g·cm-2, que fueron menores que las del sustrato (0.039 g·cm-2).
Descripción
Se investigaron los parámetros del láser y los materiales aditivos para la fabricación aditiva con láser de aleaciones de titanio. Se propuso un método basado en tiras de metal precolocadas para la impresión 3D de componentes de titanio. Antes del procesamiento con láser, las tiras de metal se fijaron a un sustrato de titanio de Grado 5 utilizando soldadura por puntos de resistencia. Se investigó el efecto de las condiciones de procesamiento (potencia del láser: 1.5-3.0 kW; velocidad de escaneo: 3-9 mm·s-1; una o tres capas; 1, 6 o 12 pasadas; Grado 2 y Grado 5 como aditivos) en las microestructuras, la resistencia a la oxidación y la resistencia al desgaste de las muestras impresas. Los resultados mostraron que la microestructura consistía en martensita alfa, alfa estabilizada por oxígeno, beta transformada que contiene alfa acicular grueso y fino, óxidos de titanio y carburos. Se observaron grietas, particularmente cerca de la superficie superior de las muestras de tres capas. Se sugirió que las grietas se formaron debido a tensiones residuales acumulativas y la formación de alfa estabilizada por oxígeno y martensita alfa que podrían causar fragilidad. Se realizaron pruebas de oxidación y desgaste para verificar el rendimiento mejorado. Después de 55 horas de oxidación, las muestras impresas mostraron ganancias de masa de 0.029-0.035 g·cm-2, que fueron menores que las del sustrato (0.039 g·cm-2).