विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों के आधार पर योगात्मक रूप से निर्मित GR5 टाइटेनियम मिश्र धातु के थकान गुण

विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों, जैसे हीट ट्रीटमेंट (एचटी), हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी), लेजर सतह संशोधन इत्यादि का उपयोग अक्सर एडिटिवली निर्मित भागों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है। ऐसे कुछ अध्ययन हुए हैं जो योगात्मक रूप से निर्मित मिश्र धातुओं के थकान गुणों पर विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों के प्रभावों को अनुकूलित और अध्ययन करने का प्रयास कर रहे हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि योगात्मक रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातुओं के थकान प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक क्या हैं, इसलिए योगात्मक रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातुओं की थकान शक्ति में सुधार करने के लिए एक इष्टतम पोस्ट-प्रोसेसिंग विधि अभी तक निर्धारित नहीं की गई है। इसके अलावा, थकान शक्ति में सुधार पर एचआईपी उपचार से पहले गर्मी उपचार लागू करने के प्रभाव, विशेष रूप से टीआई -6 अल -4 वी मिश्र धातु के लिए, शायद ही पता लगाया गया है।

यह आलेख प्रारंभिक अवस्था, ताप उपचार अवस्था और गर्म आइसोस्टैटिक दबाव अवस्था में पाउडर बेड लेजर चयनात्मक पिघलने की विधि द्वारा तैयार Ti{0}}Al-4V मिश्र धातु के तन्यता और थकान गुणों का अध्ययन और तुलना करता है। इस क्षेत्र में अनुसंधान संबंधी कमियों को पूरा करें।

 

3डी प्रिंटिंग द्वारा प्राप्त प्रारंभिक अवस्था Ti{0}Al{1}}V मिश्र धातु में उच्चतम उपज शक्ति, तन्य शक्ति और कठोरता होती है; गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग हीट ट्रीटमेंट मशीन प्रसंस्करण स्थितियों (एचटी+एचआईपी+एम) के तहत टीआई {3} अल -4 वी मिश्र धातु ताकत के मामले में अधिक मजबूत है। कम, लेकिन उच्चतम लचीलापन है। यह लैथ के मोटे होने और 'मार्टेंसाइट संरचना' के अपघटन और गर्मी उपचार के दौरान चरण सीमा अव्यवस्था घनत्व में कमी के कारण होता है। विशिष्ट स्थैतिक शक्ति और तन्य लचीलापन डेटा तालिका 1 में दिखाए गए हैं।

 

तालिका 1 स्थैतिक ताकत और तन्यता गुण परिणाम योगात्मक रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातुओं के विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग तरीकों से प्राप्त होते हैं। एबी प्रारंभिक अवस्था का प्रतिनिधित्व करता है, एचटी 2 घंटे के लिए 850 डिग्री पर ताप उपचार के बाद की स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है, और एचआईपी 2 घंटे के लिए 920 डिग्री और 120 एमपीए पर बनाए रखा गया राज्य का प्रतिनिधित्व करता है।

 

चित्र 1 विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग स्थितियों के तहत योगात्मक रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना। (ए) एबी: प्रारंभिक अवस्था (बी) एचटी: 2 घंटे के लिए 850 डिग्री; (सी) एचआईपी: 920 डिग्री, 2 घंटे के लिए 120 एमपीए; (डी) एचटी + एचआईपी स्थिति। चित्र के दाईं ओर अंकित दिशा मुद्रण करते समय सामग्री के ढेर लगाने की दिशा है।

 

चित्र 1 विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग अवस्थाओं के तहत योगात्मक रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना को दर्शाता है। यह तस्वीर एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत ली गई एक बैकस्कैटर छवि है। इस छवि में, सफेद कंट्रास्ट वाला चरण चरण है, और काले और भूरे कंट्रास्ट वाला चरण चरण है। मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातुओं की अद्वितीय माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषताओं को चित्र में चिह्नित किया गया है, जिसमें मूल चरण अनाज की सीमाएं और विडमैनस्टैटन संरचना शामिल हैं। चित्र 2 के परिणाम विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग स्थितियों के तहत टीईएम परीक्षण परिणाम दिखाते हैं।

 

चित्र 2 विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग अवस्थाओं और प्रारंभिक अवस्थाओं में योगात्मक रूप से निर्मित Ti-6Al-4V के TEM अवलोकन परिणाम। (ए) एबी; (बी) एचटी; (सी) एबी + एचआईपी; (डी) एचटी + एचआईपी।

 

हीट ट्रीटमेंट, यानी एचटी+एचआईपी स्थितियां, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव से पहले लागू की गईं, और फिर नमूना सतह को पॉलिश किया गया (एचटी + एचआईपी + एम)। यह पाया गया कि प्रारंभिक स्थिति की तुलना में इस स्थिति में Ti{3}Al{4}}V की थकान शक्ति में काफी सुधार हुआ था, जबकि अकेले गर्मी उपचार से इसकी थकान शक्ति में लगभग वृद्धि हुई थी मूल स्थिति की तुलना में 3 गुना। विशिष्ट एसएन वक्र चित्र 3 में दिखाया गया है।

 

चित्र 3 एसएन विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग स्थितियों के तहत घटता है। विशिष्ट पोस्ट-प्रोसेसिंग विधि को चित्र के ऊपरी दाएं कोने में किंवदंती में दिखाया गया है। उनमें से, एम का मतलब है कि नमूना सतह पॉलिश की गई है, और नहीं एम का मतलब है कि नमूना सतह मुद्रण पूरा होने के बाद की स्थिति में है।

 

हीट ट्रीटमेंट (HT) और हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) से एडिटिवली निर्मित Ti{0}}Al-4V मिश्र धातु के भीतर सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन होता है। गर्मी उपचार के बाद, मेटास्टेबल एसिकुलर 'मार्टेंसाइट संरचना + लैमेलर संरचना में विघटित हो जाती है, और गर्मी उपचार तापमान बढ़ने पर लैमेला की मोटाई धीरे-धीरे बढ़ जाती है। एचटी उपचार एबी अवस्था की तुलना में थकान शक्ति में सुधार करता है, मुख्य रूप से + लैमेलर संरचना में -कॉलोनियों (समान अनाज अभिविन्यास वाले क्रिस्टल समूह) की रुकावट और 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया द्वारा शुरू किए गए तन्य अवशिष्ट तनाव के कारण होता है। विश्राम। एचआईपी उपचार से थकान शक्ति में सुधार होने का कारण न केवल एचटी राज्य में उल्लिखित दो बिंदु हैं, बल्कि सामग्री के भीतर दोषों के उन्मूलन को भी बढ़ावा देना है। विशिष्ट एक्स-रे μCT परीक्षण के परिणाम नीचे चित्र 4 में दिखाए गए हैं।

 

चित्र 4 विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग स्थितियों के तहत आंतरिक दोषों का त्रि-आयामी पुनर्निर्माण प्रतिपादन। (ए) एबी; (बी) एचटी; (सी) एबी + एचआईपी; (डी) एचटी + एचआईपी।

पेपर उद्धरण जानकारी:

भंडारी एल, गौड़ वी. योगात्मक रूप से निर्मित टीआई -6 अल -4 वी मिश्र धातु [जे] के थकान गुणों में सुधार के लिए विभिन्न पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियां। इंटरनेशनल जर्नल ऑफ थकान, 2023: 107850।