直接壁への高エントロピー合金積層造形用プラズマアークロボット

科学分野:

• 材料科学
• 冶金学
• 積層造形

背景:

• 高エントロピー合金（HEA）は優れた特性を提供するが、薄壁のような複雑な構造の製造は依然として困難である。
• プラズマアーク積層造形（PAAM）は、金属部品製造のための有望な技術である。

研究 の 目的:

• PAAMによって製造されたAlCoCrFeNi薄壁HEAの機械的特性と微細構造を調査すること。
• 薄壁HEA用途におけるPAAMの実現可能性と将来の開発を評価すること。

主な方法:

• 振動を用いたPAAMによる50層のAlCoCrFeNi HEA試験片の作製。
• 試料の外観、微細構造、ビッカース硬さ、引張特性の分析。
• 堆積方向に対する横方向および縦方向の引張試験片の比較。

主要な成果:

• 柱状結晶粒と結晶粒界結晶粒の割合は同程度であり、均一な断面を持つ柱状結晶粒が観察された。
• ビッカース硬さは端部から中心に向かって増加した。
• 縦方向の試験片は高さが増すにつれてより規則的な構造と伸びの増加を示したが、横方向の試験片は応力集中を示した。

結論:

• PAAMは、薄壁HEAの組成と微細構造の精密な制御を可能にする。
• この技術は、均一な硬度分布と向上した機械的特性を提供する。
• PAAMは、航空宇宙およびエネルギー分野での応用が可能な、薄壁HEAの実行可能な製造方法である。