粉床融合激光束IN939:过程参数对相对密度,缺陷形成,表面粗性和微观结构的影响
Merve Nur Doğu1,2,3, Muhannad Ahmed Obeidi1,2,3, Hengfeng Gu4
1I-Form Advanced Manufacturing Research Centre, Dublin City University, D09 V209 Dublin, Ireland.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
优化粉床融合激光束 (PBF-LB) 参数,如激光功率,扫描速度和口距离,对于IN939合金质量至关重要. 调整这些因素会显著影响表面粗度,密度和微观结构,从而最大限度地减少缺陷.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 粉床融合激光束 (PBF-LB) 是一种关键的添加剂制造工艺,用于像IN939这样的高性能合金.
- 过程参数控制对于实现所需的材料性能和组件完整性至关重要.
- 了解工艺参数与产生的材料特性之间的相互作用对于优化至关重要.
研究的目的:
- 研究PBF-LB工艺参数对IN939合金的影响.
- 分析对表面粗度,相对密度和缺陷形成的影响.
- 为了将工艺参数与微观结构特征和整体组件质量相关联.
主要方法:
- 激光功率 (160-200 W),扫描速度 (400-1200 mm/s) 和口距离 (50-110 μm) 的系统变化.
- 表面粗度 (Sa,Sz),相对密度和多孔性的表征.
- 融化池,粒度结构和缺陷识别 (例如微裂) 的微结构分析.
主要成果:
- 表面粗度 (Sa: 4.6-9.5 μm, Sz: 78.7-176.7 μm) 受参数的影响,口距离增加减少了粗度.
- 相对密度在93.56%至99.35%之间,孔隙性差异很大 (0.06%-9.18%).
- 高体积能量密度 (VED) 导致毛孔变大;观察到固化微裂. 微观结构显示柱状颗粒和细胞结构.
结论:
- 过程参数选择对PBF-LB中的IN939质量产生了重大影响.
- 优化激光功率,扫描速度和口距离可以减轻缺陷并改善表面表面.
- 这项研究提供了优化IN939组件PBF-LB参数的基础数据.
