بررسی تاثیر عیوب بر خواص مکانیکی آلیاژ ۶۲۴۲-Ti تولید شده به روش ذوب انتخابی با لیزر

ساخت افزایشی به روش ذوب انتخابی با لیزر (SLM) امکان تولید قطعات فلزی پیچیده با دقت بالا را فراهم کرده است اما ماهیت غیر تعادلی این فرآیند منجر به ایجاد عیوب ساختاری می شود که می توانند عملکرد مکانیکی قطعات را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار دهند. در این پژوهش، آلیاژ نزدیک به آلفای (۶۲۴۲-Ti-۶Al-۲Sn-۴Zr-Mo) Ti به روش SLM تولید شد و تاثیر عیوب ساختاری بر ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها با استفاده از پودر گاز اتمیزه و تحت شرایط کنترل شده اتمسفر آرگون ساخته شدند. ریزساختار نمونه ها به کمک میکروسکوپ نوری و آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد و خواص مکانیکی از طریق آزمون های سختی و کشش تک محوری ارزیابی گردید. همچنین سطوح شکست نمونه های کششی به منظور بررسی نقش عیوب در مکانیزم شکست تحت بررسی شکست نگاری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ریزساختار غالب نمونه های تولید شده به روش SLM از نوع مارتنزیتی بوده که ناشی از نرخ سرمایش بسیار بالای فرآیند است. آزمون های مکانیکی بیانگر استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی بالا همراه با شکل پذیری محدود بودند. بررسی سطوح شکست نشان داد که عیوب ساختاری نظیر تخلخل های گازی، ذرات پودر ذوب نشده و ناپیوستگی های ناشی از نوب ناقص به عنوان نواحی تمرکز تنش عمل کرده و آغاز تغییر شکل پلاستیک موضعی و شکست زودهنگام را تسهیل می کنند. این عیوب موجب کاهش سطح مقطع موثر و محدود شدن ازدیاد طول تا شکست می شوند حتی در شرایطی که استحکام کلی ماده بالا باقی می ماند. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان می دهد که کنترل عیوب ساختاری در فرآیند SLM نقش کلیدی در بهبود تعادل بین استحکام و شکل پذیری آلیاژ ۶۲۴۲-Ti داشته و برای توسعه کاربردهای صنعتی این آلیاژ از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

کلیدواژه ها:

ذوب انتخابی با لیزر ، آلیاژ ۶۲۴۲-Ti ، عیوب ساختاری ، خواص مکانیکی ، ریزساختار مارتنزیتی