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

南极熊3d打印

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最终结论

基于对5级Ti6Al4V的EBM AM中的粉末重复使用的实验研究，该例程涉及30个连续构建，得出以下结论：

（1）粒度分布从原始条件（b1）的双峰分布演变为粉末再利用的高斯分布。此外，粒度的范围随着粉末再利用程度的提高而减小，这是由于卫星和小颗粒数量的减少（10D10）以及最大颗粒平均直径的减小所致。

（2）在30个构件中，主要合金元素（Al和V）和金属污染物（Fe和Y）的浓度远低于ASTM F2924定义的5级Ti6Al4V的限值。此外，H和N的浓度仍远低于其各自的极限。

（3）随着粉末的重复使用，O污染呈线性增加，并且在30个构建周期内增加了一倍以上。通过b11，O的浓度超过了0．2wt％的极限。

（4）随着重复使用，粉末最显著的变化之一是颗粒表面变形增加和物理损坏。颗粒的形状随着重复使用周期的变化而变化，从球形几何形状逐渐变形为表面凹痕和不规则形状。粉末降解的这一方面似乎是由回收和零件提取过程的机械方面引起的。另外，随着粉末的再利用，断裂的颗粒，部分熔融的颗粒和重铸的颗粒增加。

（5）金字塔中心轴的α板条厚度随成型高度的增加而减小，随粉末再利用而略有增加。这表明冷却速度随构建高度的增加而增加。相反，中心轴先前的β晶粒宽度随成型高度而增加，但随着粉末再利用而没有增加。这意味着超过β转变点的时间随构建高度的增加而增加，但是粉末再利用不会影响超过β转变点的时间。

（6）楼梯自由表面的α板条厚度不依赖于构建高度或粉末再利用。这意味着冷却速度在整个构建高度中保持恒定，而回收的构建在自由表面处保持不变。先前的β晶粒宽度随构建高度而增加，但远低于金字塔中的宽度，这表明不管高度如何，自由表面条件都会经历相似的热历史。

该研究的更多细节可以在题为“ Electron beam additive manufacturing of Ti6Al4V： Evolution of powder morphology and part microstructure with powder reuse”中找到。它由S． Ghods，E。Schultz，C。Wisdoma，R。Schur，R。Pahuja，A。Montelione，D。Arola和M． Ramulu合著。

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