Johdanto Hybridi -valmistetun Ti6Al4V: n ominaisuudet osoittavat merkittävän alueellisen heterogeenisyyden, joka johtuu väärennetyn substraatin ja DED -osan prosessointiolosuhteissa. Takautunut matriisi tuottaa hienoja equiaxed -jyviä ja quiaxed / bimodaalisia faaseja, joilla on hyvä lujuus, taipuisuus ja mekaaninen isotropia; DED -osa muodostaa karkeat pylväsjyvät ja kori - kutoa tai widmanstaten -rakenteita nopeasta sulamisesta ja jähmettymisestä johtuen suuren lujuuden, mutta pienen ulottuvuuden ja ilmeisen mekaanisen anisotropian kanssa. Mikrorakenne ja ominaisuudet sidosalueella kahden gradientin muutoksen välillä, mikä parantaa rajapinnan sidoslujuutta, mutta tuo monimutkaisen mekaanisen vasteen käyttäytymisen ja vaikuttaa hybridivalmistetun osan kokonaistutkimukseen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on rakentaa kuormitusmalli, joka sisältää alueellisen anisotropian ja rajapinnan ominaisuudet, keskittyen tason ja kaarevien rajapinnan geometrioiden vaikutukseen vetolujuuteen.
Materiaalit ja menetelmät käytettiin kaupallista pallomaista Ti6Al4V -jauhetta ja -tapahtumaa. Kun jauhe tyhjiö oli kuivattu, substraatti prosessoitiin tasaisiin ja kaareviin rajapintoihin. Mikrorakenteen havainnon avulla rajapinnan leveys äärellisen elementin mallissa määritettiin olevan 2 mm, ja DED -osan, lämpöä koskevan vyöhykkeen (HAZ) ja taottu substraatin mekaaniset ominaisuudet karakterisoitiin tarkasti. Rävä - vetolujuuksien äärelliset mallit tasot ja kaarevat rajapinnat rakennettiin analysoimaan jännityskentät, jotka muuttuvat ajan myötä vetolujuuden aikana.
Tulokset ja keskustelut Mikrorakenteen havaintotulokset osoittavat, että sekä tason että kaarevien rajapinnan olosuhteissa viljarakenteet ovat periaatteessa samat ja rajapinnan morfologialla on vähän vaikutusta mikrorakenteeseen. DED -osan viljarakenne on pääosin - pylväsjyvät ja lämmön paksuus - vaurioitunut vyöhyke (HAZ) on samanlainen. DED -osalla on ilmeinen mekaaninen anisotropia, jolla on suuria eroja ominaisuuksissa kerrostumissuunnassa ja kohtisuorassa, ja sen lujuus on korkeampi kuin taottu substraatilla.
Äärellisen elementtimallianalyysi osoittaa, että vetolujuuden aikana eri rajapinnoilla olevien näytteiden stressijakauma on epätasainen. Kun kokonaisjännitys saavuttaa 1,57%, kaikki hybridivalmistetun näytteen alueet ovat plastisen muodonmuutosvaiheessa. Takennetun substraatin jännitys on korkeampi kuin DED -osan, ja siihen liittyy stressipitoisuus, ja stressi on keskittynyt rajapinnan lähellä. Kun kokonaisjännitys nousee 4,16%: iin, epätasainen stressin jakautuminen on ilmeisempi ja suurempi stressi -pitoisuuspinta -ala muodostuu pehmeämmälle taotulle substraatille, joka vastaa lopullista murtuman sijaintia. Tason rajapinnan lämpöä koskevassa vyöhykkeen jännitys osoittaa gradientin jakautumisen, jolla on korkeat arvot molemmilla puolilla ja alhainen arvo keskellä, ja kaarevan rajapinnan lämmön aiheuttaman vyöhykkeen jännitys osoittaa gradienttijakauman, jolla on korkea arvo keskimmäisellä ja alhaisella arvolla molemmilla puolilla.
Johtopäätökset Tässä tutkimuksessa tutkittiin systemaattisesti rajapinnan morfologian vaikutusta Ti6Al4V -seoksen vetolujuuksiin laserhybridi -lisäaineiden valmistuksella. Rajapinnan leveyden merkitys malliin selvennettiin, kunkin osan mekaaniset ominaisuudet karakterisoitiin tarkasti ja erilaisten rajapinnan morfologioiden jännityskantakenttien muutokset vetolujuuden aikana paljastettiin äärellisen elementtimallianalyysin avulla. Nämä havainnot tarjoavat teoreettisen perustan rajapinnan suunnittelun optimoimiseksi mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi, niillä on tärkeä merkitys lisäaineiden valmistukselle ja ne ovat hyödyllisiä komponenttien lisäaineiden valmistuksen tulevaisuuden kehityksen edistämisessä epähomogeenisilla mikrorakenteilla.