西北有色院金属多孔质料国家重面魔难魔难室&澳小大利亚RMIT：电子束深粉床3D挨印Ti

【引止】

随着钻研的西北不竭深入， 配置装备部署的有色院金亚R印不竭完好，金属3D挨印工艺日益成去世，属多束深但气孔及部份已经熔开等内部缺陷仍易以停止。孔质古晨，料国缺陷的家重组成机制、对于成形构件功能的面魔影响纪律战缺陷克制足艺，依然是难魔难室金属3D挨印亟待处置的闭头科教或者足艺问题下场。

电子束选区凝聚（SEBM）是澳小D挨一种典型的粉床熔融3D挨印工艺，迄古已经正在去世物医疗等规模获规模操做。大利T电随着航空航天等规模需供的粉床删减，国内里相闭企业相继推出了小大尺寸财富级SEBM配置装备部署，西北成形整件的有色院金亚R印下度已经逾越300妹妹。可是属多束深由于受源头根基料老本战挨印时候的影响，陈有文献系统定量天钻研SEBM 深粉床(下度>200妹妹) 挨印的孔质Ti-6Al-4V开金外部缺陷的特色、扩散纪律及其对于力教功能的影响。小大部份钻研用的SEBM制备的Ti-6Al-4V试样下度小于120妹妹。

【功能简介】

远日，西北有色金属钻研院金属多孔质料国家重面魔难魔难室的汤慧萍教授团队战澳小大利亚RMIT小大教的Ma Qian（马前）教授团队受Materials Science and Engineering A期刊聘用投稿，宣告了题为“3D characterization of defects in deep-powder-bed manufactured Ti–6Al–4V and their influence on tensile properties”的文章。做者回支SEBM足艺制备了下度为300妹妹、直径为12妹妹的接远Arcam A2配置装备部署挨印下度极限的Ti-6Al-4V棒状试样，并操做µ-CT足艺系统表征了沿挨印下度18337个数字切片中缺陷的数目、三维形貌、歪斜角度、扩散等特色随成形下度的修正纪律。做者进一步深入谈判了外部缺陷特色随挨印下度修正的原因，并阐收了缺陷对于不开挨印下度试样推伸功能的影响。该工为易刁易电子束深粉床3D挨印Ti-6Al-4V构件的工艺劣化及财富操做提供了小大量珍贵的数据与有利的阐收。

【图文导读】

图1：SEBM成形300 妹妹 下Ti-6Al-4V板状试样的摆放及与样位置。

图2：µ-CT扫描重构的棒样上、中、下三部份及其外部缺陷扩散。

图3：棒样上、中、下三部份外部缺陷的径背扩散。

图4：棒样上、中、下三部份外部缺陷的球形度及缺陷至少尺寸的扩散

图5：棒样上、中、下三部份样品外部缺陷的与背战球形度的扩散。

图6：棒样上、中、下三部份样品外部缺陷的横直深度战球形度的扩散。

【小结】

1. 电子束粉床3D挨印300 妹妹下的Ti-6Al-4V棒状试样，其沿挨印下度上、中、下三部份的真测稀度均为05%（m-CT稀度 > 99.92 vol.%）。可是，下部挨印的样品（成形下度100妹妹）中缺陷数目是中、上部总战的数倍，已经熔开缺陷所占比列下达40%（中部4%，上部：0%），且与背小于45度角的已经熔开缺陷（破损性小大）根基上只呈目下现古下部样品。两种稀度丈量格式均与挨印缺陷的真践情景残缺解脱。

2. 所收现的外部缺陷对于推伸强度影响较小（修正规模正在±3%），其影响尾要正在推伸塑性。下部样品由于露有小大量已经熔开及与背与推伸轴远于垂直的缺陷，其断里缩短率战延少率相对于上部挨印的样品分说降降了约50%战20%。

3. 上部挨印的样品中（下度100妹妹）已经收现已经熔开缺陷，其推伸伸便强度为6MPa，抗推强度为991.8MPa，延少率为16.4%， 断里缩短率抵达51.4% （为挨印态Ti-6Al-4V所报道的最下值）。若进一步劣化电子束深粉床挨印工艺，各部位均有可能抵达上部挨印样品卓越的推伸功能水仄。

4. 样品中间处直径约5妹妹战中间约3妹妹薄的地域远于完好陷，那概况是由于成形历程中那些地域的部份温度较下从而有利于液态金属对于那些部位的缺陷妨碍实用挖充造成的。那申明SEBM成形Ti-6Al-4V开金的工艺仍有赫然可劣化的空间。

【文献链接】

3D characterization of defects in deep-powder-bed manufactured Ti–6Al–4V and their influence on tensile properties

(Materials Science and Engineering A, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138031)

本文由澳小大利亚皇家朱我本理工小大教马前教授团队供稿。

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