بررسی ریزساختار و مورفولوژی سطح و مقطع آلیاژ mo10-ti تولید شده به روش ذوب لیزری انتخابی

چکیدهمقدمه: با توجه به ماهیت فرآیند ساخت افزایشی به روش ذوب لیزری انتخابی که منجر به ایجاد ساختار لایه‌ای می‌شود، انتظار می‌رود گرادیان ریزساختاری در مقطع نمونه ایجاد شود. بدین منظور در آلیاژ mo10-ti پرینت شده، مورفولوژی و ریزساختار سطح مقطع بررسی شد. مورفولوژی لایه‌های بالایی و پایینی یعنی آخرین و اولین لایه چاپ شده نیز برای کسب اطلاعات بیشتر مورد بررسی قرار گرفت.روش : نمونه آلیاژی mo10-ti از مخلوط پودری در 120 لایه، هرکدام با ضخامت 25 میکرون، به روش ذوب لیزری انتخابی با توان لیزر w 95، سرعت اسکن mm.s-1 600 و فاصله مراکز دو حوضچه مجاور µm 88 تحت اتمسفر آرگون پرینت شد. چگالی نمونه پرینت شده اندازه گیری و سپس فازهای تشکیل دهنده مخلوط پودری و همچنین نمونه پرینت شده با استفاده از پراش پرتو اشعه ایکس (xrd) شناسایی شد. مورفولوژی و ریزساختار، توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت.یافته ها: بررسی‌ها نشان می‌دهد نمونه پرینت شده، متراکم بوده و چگالی نسبی آن 53/98 درصد است. نمونه بعد از پرینت متشکل از فازهای آلفا و بتا بوده، در حالی که پودر مخلوط فقط شامل فاز آلفا همراه با پیک‌های مربوط به مولیبدن می‌باشد. بررسی جزئیات مورفولوژی حوضچه‌‌های مذاب، رگه‌های غنی ازمولیبدن را نشان می‌دهد که بیانگر شرایط انحلال مولیبدن در مذاب تیتانیوم می‌باشد. گرادیانی از انحلال مولیبدن در طول مقطع از بالا به پایین دیده می‌شود. به این صورت که در قسمت بالا، کناره‌های حوضچه‌های مذاب که عمدتاً غنی از مولیبدن هستند، در میکروسکوپ الکترونی به صورت رگه‌های سفید روشن و ضخیم، و در میکروسکوپ نوری به رنگ سفید مایل به بنفش روشن دیده می‌شوند. با این حال، در قسمت پایین، این رگه‌ها نازک‌تر و صاف‌تر به نظر می‌رسند، که می‌تواند در نتیجه افزایش نفوذ مولیبدن در زمینه تیتانیوم باشد.نتیجه گیری: بررسی میکروسکوپی ریزساختار در قسمت‌های بالایی، میانی و پایینی سطح مقطع، باتوجه به ماهیت و روش ساخت نمونه بیانگر وجود گرادیانی در نحوه ی نفوذ مولیبدن و مورفولوژی حوضچه‌های مذاب است.

investigating on the microstructure of cross-section and surface of ti-10mo alloy produced by selective laser melting

abstractintroduction: considering the nature of the additive manufacturing process and the produced layered structure, the possible gradient in microstructure can be predictable. for this purpose, the morphology and microstructure of the cross-section from top to bottom was evaluated. the morphology of the last and first printed layers, were also investigated.methods: ti-10mo was printed using mixed powder in 120 layers, each thickness of 25µm, by selective laser melting (slm) with a laser power of 95 w, a scanning speed of 600 mm.s-1, and a hatching distance of 88 µm under argon atmosphere. density was measured, and the constituent phases were identified by xrd. the microstructural feature was studied by optical and scanning electron microscopies.findings: the printed samples were dense, and the relative density was about 98.53%. details in microstructural evaluation show spectacular mo-enriched rims, which reveal the circumstance of mo dissolution in molten ti and homogenization, consequently. also, a gradient in mo dissolution is seen along the cross-section. so that, at the top, the sides of molten pools that are mostly mo enriched are seen as thick white and bright rims in electron microscopy and as white to light purple in optical microscopy. however, at the bottom, the rims seem to be really thinner and smoother, which can be in consequence of enhanced diffusion of the mo to ti matrix. here, the promoted diffusion could be in the result of heat transfer from the newly printed layer to the previous printed ones.