مشخصه‌یابی ریزساختار، سختی و زبری نمونه‌های آلیاژ ti-6al-4v ساخته شده توسط فرایند ذوب با پرتوی الکترونی (ebm)

روش ذوب با پرتوی الکترونی (ebm) یکی از روش‌های نوین ساخت افزایشی است که با ذوب انتخابی پودر فلزات و آلیاژها، قابلیت تولید قطعات فلزی با اشکال پیچیده و خواص بالا را فراهم کرده است. در این پژوهش، ریزساختار، سختی و زبری سطح نمونه‌ای از آلیاژ ti6al4v تولید شده به‌روش ذوب با پرتوی الکترونی مشخصه‌یابی شد. نتایج نشان داد که ریزساختار انجمادی اولیه نمونه‌ دارای فاز beta; ستونی رونشستی بوده که در ادامه، با توجه به نرخ خنک‌کنندگی بالای فرایند، به فاز alpha; به‌صورت سبدبافت و ویدمن‌اشتاتن تغییر کرده است. بر روی سطح نمونه فازهای مارتنزیتی تیغه‌ای نیز مشاهده شد. با افزایش ارتفاع از سکوی ساخت، ریزساختار نمونه ریزتر شده، متوسط ضخامت لایه‌های alpha; تا حدود 50 درصد کاهش یافت و در مقاطع بالا به کمتر از 340 نانومتر رسید که به‌نظر می‌رسد به‌دلیل تاثیر کمتر دمای سکوی محفظه ساخت بر تحول نفوذی β → α+β باشد. میزان تخلخل مشاهده شده در ساختار نمونه‌ در مقایسه با پژوهش‌های دیگر صورت گرفته در این زمینه، از دیگر روش‌های ساخت افزایشی کمتر بود. ریزسختی متوسط نمونه برابر با hvو337 اندازه‌گیری شد که از سختی گزارش شده قطعات تولیدی از این آلیاژ توسط فرایندهای دیگر ساخت، بیشتر است. به‌دلیل زبری سطحی نسبتاً بالا، نمونه‌های ساخته شده به‌روش ذوب با پرتوی الکترونی از آلیاژ ti6al4v می‌توانند انتخاب مناسبی برای کاربردهای پزشکی باشند.

MICROSTRUCTURE, HARDNESS AND SURFACE ROUGHNESS CHARACTERIZATION OF EBM FABRICATED Ti-6Al-4V SAMPLES

Electron beam melting (EBM) is among the modern additive manufacturing processes whereby metal powders are selectively melted to produce very complicated components with superior mechanical properties. In this study, microstructure, hardness, and surface roughness of EBM fabricated Ti6Al4V samples were characterized. The results showed that the microstructure consisted of epitaxiallygrown primary columnar beta; phase transformed to basketweave and Widmanstattentype alpha; phase during the subsequent rapid cooling. Martensitic needletype alpha; phase was also observed on the surfaces of the specimens. It was shown that higher parts of the sample had finer microstructures than the lower parts reaching to less than 340 nm in average thickness of the alpha; layers due to distancing from the hot build platform rendering less opportunity for diffusional beta; rarr; alpha;+ beta; transformation. The porosity content of the samples was lower than that of some other additive manufacturing processes. Vickers microhardness of the samples was measured to be around 337 HV which was higher than those reported for other additive manufacturing processes of the alloy.