3D打印钛合金粉末循环利用，粉末形态和零件微观结构的演变

2020-04-09 14:11

2．化学分析

关于化学成分的分析，图7（a）给出了粉末中金属元素的重量百分比分布，其是构建和回收过程的函数。从该图中可以明显看出，V的重量百分比变化微不足道，而在30个构建周期中Al的增加很小（0．03％）。Al和V的值适合于检查组成的趋势，但不一定用于获得绝对组成。表1中列出了版本b1，b10，b20和b30的主要元素的平均度量。从表中可以明显看出，Fe从0．21wt％增加到0．29wt％。钇也包括在扫描中，但未出现在图7（a）中，因为仅在少数生成物中发现了钇，wt％约为0．001或更小。该Y水平远低于ASTM F2924 ［34］所规定的0．005wt％的极限。

图7．在整个使用过程中粉末的化学成分。（a）XRF的Al，V和Fe显示出几乎恒定的趋势。Fe保持在0．30wt％极限以下。（b）来自IGF的O，N和H。浓度极限用虚线和与元素协调的颜色表示。N和H含量保持恒定，而O含量随重复使用而增加，并超过b1的0．20 wt％限制。

表1． b1，b10，b20和b30的粉末中关键元素的浓度。

3D打印钛合金粉末循环利用，粉末形态和零件微观结构的演变

与XRF的局限性相反，IGF技术为绝对复合物提供了准确的定量数据，如图7（b）所示。O和N间隙地溶解到Ti晶格中，并在达到足够的重量百分比时形成氧化物和氮化物，这会影响机械性能的各个方面。除了这些元素的实验方法外，还显示了根据ASTM F2924 ［34］给出的Ti6Al4V的浓度极限。在所有构件中，N的测量浓度在0．014 wt％处保持相对恒定，这远低于0．05 wt％的极限。类似地，H的浓度几乎保持恒定，而粉末的再利用率约为0．0012 wt％，远低于0．015 wt％的限值。与其他污染物相比，O含量的重量百分比呈线性增加，如图7（b）所示。b11的浓度超过0．20 wt％，这是ASTM F2924 ［34］定义的极限。每增加约0．007 wt％，b30中的O含量平均达到0．36 wt％，这是该等级钛合金中允许的O极限的1．75倍。

<上一页 1 2 3 4 5 下一页> 余下全文