21582

21582

بررسي رفتار خستگي آلياژ Ti-6Al-4V توليد شده با روش SLM

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد - شكل‌دهي

1398/10/7

دكتر رامين هاشمي

Véronique FAVIER

مكانيك

امروزه يكي از روش هاي ساخت و توليد مواد additive manufacturing يا پرينت سه بعدي قطعات مي¬باشد كه ساخت هندسه هاي پيچيده اي را كه با استفاده از تكنيك هاي توليد سنتي دشوار يا غيرممكن هستند امكان پذير مي سازد. SLM يكي از روش هاي پرينت سه بعدي فلزات است كه در آن قطعات به وسيله¬ي ذوب كردن پودر فلزي مورد نظر در نقاط خاص به صورت لايه به لايه توليد ميگردد. در فرآيند (SLM) پارامتر هاي توان ليزر، قطر پرتو ليزر، سرعت حركت پرتو و فاصله ميان پرتوها از جمله پارامتر هاي مهمي هستند كه ميتوانند بر روي خواص مكانيكي ماده تآثير بگذارند. بنابراين يكي از مسايل ضروري براي مورد استفاده قرار گرفتن اين قطعات در صنايع مختلف درك رفتار خستگي آنها است. آزمايش خستگي اولتراسونيك ابزاري مؤثر براي انجام آزمايشات خستگي با تعداد چرخه بسيار بالا (VHCF ) است. به دليل فركانس بارگذاري بسيار بالا، اين روش ميتواند زمان آزمايشات خستگي را به طور قابل توجهي كاهش مي دهد. اين پژوهش به منظور بررسي رفتار خستگي يك آلياژ Ti-6AL-4V كه بر روش پرينت سه بعدي يا ساخت افزودني توليد شده در نظر گرفته شده است. هدف اصلي، ارزيابي اثر برخي پارامترهاي فرآيند و به طور خاص تأثير قدرت ليزر، سرعت حركت پرتو و جهت ساخت قطعات بر ريزساختار و خواص خستگي مواد با استفاده از تست خستگي اولتراسونيك بوده است كه براي اين منظور ابتدا انتخاب پارمترهاي توليدي مناسب و سپس توليد و انجام آزمايشات بر روي قطعات توليدي با اين پارامتر¬ها مد نظر قرار گرفته است. در نتيجه با انجام آزماشات گوناگون مي¬توان نتيجه گرفت كه همه¬ي خواص اين ماده در جهت هاي ساخت مختلف يكسان است و علت اصلي ايجاد ترك در اين آلياژ وجود حفره هاي تخلخل با حدود اندازه بين 20 تا 50 ميكرومتر است. همينطور آناليز سطح شكست نشان مي¬دهد كه محل شروع و رشد ترك با ميزان تنش اعمالي و تعداد سيكل خستگي رابطه¬اي ندارد. واژه‌هاي كليدي: پرينت سه بعدي فلزات، آلياژTi-6AL-4V ، بارگذاري خستگي اولتراسونيك.

1398/10/16

Fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy produced by SLM method

12/27/2020 12:00:00 AM

Additive Manufacturing (AM) is a material processing which enables fabrication of complex geometries, which are difficult or impossible to build using traditional manufacturing techniques. selective Laser Melting (SLM) is a laser additive manufacturing process where parts are additively manufactured using laser melted powder material. Several process parameters such as laser power, beam diameter, scanning speed and the hatch spacing are amongst the important parameters which could directly influence the SLM material microstructure, porosity rate and, therefore, mechanical properties. Similar to most other components in different industries, AM parts typically undergo cyclic loadings through their service life. Therefore, understanding their fatigue behaviour is essential to be able to widely adopt the technique in different industries while preventing fatigue failures. Ultrasonic fatigue testing is an effective tool to carry out high and very high cycle fatigue (VHCF) tests. Due to the extremely high loading frequency of 20 kHz, ultrasonic fatigue loading considerably reduces the testing time. This project is intended to study the fatigue behaviour of a laser additive manufactured Ti-6AL-4V alloy under cyclic tension-compression at 20-kHz frequency. The main objective is to assess the effect of some fabrication process parameters, on the microstructure and fatigue properties of the material using ultrasonic fatigue testing. Application of ultrasonic fatigue machine would enable a rapid investigation of the additive manufacturing process parameters on the material fatigue performance. Keywords: Additive manufacturing, selective laser melting, Ti-6AL-4V alloy, very high cycle fatigue, Ultrasonic fatigue testing.