レーザー粉末溶融により生成される耐火性ボルンガムの微細構造と性質における無同位性

科学分野:

• 材料科学
• アディティブ製造
• 金属工学

背景:

• レーザー粉末床融合 (LPBF) は,金属部品の製造のための重要な添加物製造技術です.
• トングステン (W) は,高性能アプリケーションに適したユニークな性質を備えています.
• LPBFで製造された材料のアニソトロピーを理解することは,性能を最適化するために不可欠です.

研究 の 目的:

• LPBFで製造された純トラングステンのアニゾトロプ的機械特性と微細構造特性を調査する.
• 内部欠陥と,水平と垂直の平面での材料の行動への影響を分析する.
• 微細構造,欠陥,および機械的特性を磨損メカニズムと相関させる.

主な方法:

• レーザー粉床融合 (LPBF) を使用して純粋なボルンガムの構成要素を製造する.
• 水平と垂直の平面における粒,欠陥 (裂け目),および粒の境界の微細構造分析.
• 硬さと耐久性の測定を含む機械試験
• 異なる試験条件下での磨損メカニズム分析

主要な成果:

• LPBF加工により,垂直方向に沿った柱状の W 粒と,水平面のほぼ均等な粒が生じる.
• クラークは主に高角粒子の境界線 (HAGB) に沿って,特に水平面に広がっています.
• 硬さと耐久性は水平平面では垂直平面と比較して,割れが増加したため,著しく低下しました.
• 磨きメカニズムは,デラミネーションと磨き (垂直) から磨きと軽い粘着性磨き (水平) に移行した.

結論:

• LPBF-Wの硬度と耐磨性のアニゾトロプ的行動は,主に微細構造の変動と水平と垂直の平面間の亀裂分布によって引き起こされる.
• LPBFのプロセスのパラメータを最適化することは,すべての方向において,亀裂の形成を緩和し,機械的性質を高めるために不可欠です.
• この発見は,特定の用途に合わせたアニソトロピック特性を有するボルンガムの部品の設計と製造のための重要な洞察を提供します.