تاثیر نقص های ساختاری ایجاد شده در آلیاژ Ti-6Al-4V در طی فرآیند ساخت و تولید به روش استفاده از افزودنی توسط لیزر بر روی خواص خستگی آن

قیمت: 42,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تاثیر نقص های ساختاری ایجاد شده در آلیاژ Ti-6Al-4V در طی فرآیند ساخت و تولید به روش استفاده از افزودنی توسط لیزر بر روی خواص خستگی آن

عنوان لاتین

Effects of Defects in Laser Additive Manufactured Ti-6Al-4V on Fatigue Properties

فرآیند ساخت و تولید آلیاژهای فلزی به روش استفاده از افزودنی تحت تاثیر لیزر (LAM)، امکان تولید اقتصادی ساختارهای پیچیده سبک وزن و همچنین ایمپلنت (کاشت) های تنهای مورد استفاده در بدن بیماران را فراهم می کند. با توجه به این امکانات، تکنولوژی ساخت و تولید آلیاژهای فلزی به روش استفاده از افزودنی در هواپیماها و صنعت پزشکی اهمیت بیشتری پیدا می کند. با این حال، این صنایع استانداردهای با کیفیت بالا را به دست می آورند و لازم است خواص مواد برای موارد بارگذاری استاتیک و دینامیک پیش بینی شود. ولیکن، همچنان خواص ویژه ای مانند خستگی و انتشار ترک، به اندازه کافی بررسی نمی شود. بنابراين، اين مقاله تحليل و شبیه سازی رفتار انتشار ترک را با توجه به نقص های خاصی که در ساختار آلیاژ در حین فرآیند ساخت و تولید به کمک استفاده از افزودنی ها تحت لیزر، ایجاد می شود مانند تخلخل و زبری سطح را ارائه می دهد. برای تعیین مشخصات مکانیکی آلیاژ تیتانیوم تولید شده توسط لیزر Ti-6Al-4V، میزان انتشار ترک به طور آزمایشگاهی تعیین می شود و برای مدل سازی و شبیه سازی تحلیلی پدیده ی خستگی از آن استفاده می شود. با استفاده از نتایج آزمایشگاهی حاصل از آزمایشات HCF و داده های شبیه سازی شده، کارایی مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر ترک خوردگی با توجه به نقص های خاص مواد و زبری سطح تحلیل می شود. نتایج انباشته شده امکان پیش بینی قابل اعتماد تأثیر نقص های ساختاری در طول عمر خستگی قطعات تیتانیوم ساخت و تولید شده توسط لیزر را فراهم می کند.

Laser Additive Manufacturing (LAM) enables economical production of complex lightweight structures as well as patient individual implants. Due to these possibilities the additive manufacturing technology gains increasing importance in the aircraft and the medical industry. Yet these industries obtain high quality standards and demand predictability of material properties for static and dynamic load cases. However, especially fatigue and crack propagation properties are not sufficiently determined. Therefore this paper presents an analysis and simulation of crack propagation behavior considering Laser Additive Manufacturing specific defects, such as porosity and surface roughness. For the mechanical characterization of laser additive manufactured titanium alloy Ti-6Al-4V, crack propagation rates are experimentally determined and used for an analytical modeling and simulation of fatigue. Using experimental results from HCF tests and simulated data, the fatigue and crack resistance performance is analyzed considering material specific defects and surface roughness. The accumulated results enable the reliable prediction of the defects influence on fatigue life of laser additive manufactured titanium components.