Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitiny Ti6Al4V připravené metodou selektivního laserového tavení

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27360%2F19%3A10245465" target="_blank" >RIV/61989100:27360/19:10245465 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Mikrostruktura a mechanické vlastnosti slitiny Ti6Al4V připravené metodou selektivního laserového tavení

Popis výsledku v původním jazyce

Aditivní technologie výroby, mezi něž patří selektivní laserové tavení, představují pokročilé výrobní metody umožňující snižovat počet výrobních kroků, efektivně využívat materiál a vyrábět přesné tvary přímo z 3D modelů. I přes potenciálně široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích zůstává stále problémem procesu selektivního laserového tavení výskyt výrobních vad spojených s velkými teplotními gradienty v důsledku krátkodobých interakcí a vysoce lokalizovaných teplotních přenosů. Produkt připravený touto metodou tak může obsahovat póry, fázovou nehomogenitu nebo zbytkové pnutí, které vedou k odlišnému mechanickému a lomovému chování. Studium v této práci bylo zaměřeno na srovnání mechanických vlastností v tahu vzorků ze slitiny Ti6Al4V vyrobených pomocí selektivního laserového tavení a připravených konvenčním litím a kováním. Materiál bez tepelného zpracování byl podroben tahové zkoušce a pomocí fraktografické analýzy byly studovány lomové plochy. Mez kluzu a mez pevnosti vykazovaly vyšší hodnoty v případě vzorků připravených selektivním laserovým tavením, a to 1021 MPa a 1163 MPa, oproti kovaným vzorkům s 863 MPa a 978 MPa. Naopak tažnost byla o 40 % vyšší v případě materiálu připraveného litím a kováním. Výsledky fraktografického studia obou typů vzorků byly hodnoceny v souvislosti s mikrostrukturními charakteristikami. Lom vzorků připravených selektivním laserovým tavením vykazoval křehčí charakter v souladu s mikrostrukturou tvořenou téměř pouze martenzitem, na rozdíl od konvenčně připravené slitiny, u které rovnoosá (α+β) mikrostruktura vedla k tvárnému lomu.

Název v anglickém jazyce

Microstructure and mechanical properties of Ti6Al4V alloy prepared by selective laser melting

Popis výsledku anglicky

Additive manufacturing including selective laser melting are advanced manufacturing technologies that allow minimization of producing steps, effectiveness of material use and produce net shape parts directly from 3D computer models. Although these technologies can be potentially used in many industries, the main problem of the selective laser melting process is existence of manufacturing defects related with high temperature gradients due short time interactions and localised heat transfers. Thus, product prepared by this method can contain voids, phase inhomogeneities or residual tensions providing variant mechanical properties and fracture behaviour. The tensile mechanical properties of specimens prepared of Ti6Al4V alloy produced by selective laser melting technology or by conventional casting and forging were compared in this paper. Material in non-heat treated condition was tensile tested and fracture surfaces were analysed. The values of yield strength and ultimate tensile stress of selective laser melted specimens reached 1021 MPa and 1163 MPa, respectively, which was higher than for forged material with values of 863 MPa and 978 MPa. Conversely, the ductility was higher by 40 % for traditionally prepared material. The results of the fractography observation for both types of the samples were evaluated on the base of the microstructure analysis. The fracture surface of selective laser melted specimens showed more brittle feature due to the microstructure composed almost fully of martensite unlike conventionally prepared alloy with equiaxed (α+β) microstructure and more ductile character of fracture surfaces.

Druh

J_ost - Ostatní články v recenzovaných periodicích

CEP obor

—

OECD FORD obor

20500 - Materials engineering

Projekt

<a href="/cs/project/FV40306" target="_blank" >FV40306: Vývoj nových implantátů pro regulaci růstu dolní končetiny ve sterilním provedení</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Hutnické listy

ISSN

0018-8069

e-ISSN

—

Svazek periodika

72

Číslo periodika v rámci svazku

6

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

6

Strana od-do

29-34

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—