含多尺度分级点阵结构的增材制造 Ti6Al4V 元晶体的力学行为
材料科学
2020-12-01 v1
摘要
在介观尺度上模拟晶体微观结构创造了一类新的架构材料，称为元晶体，并为显著提升架构材料韧性、消除其屈服后塌陷提供了有效途径。本研究考察了通过激光粉末床熔融由 Ti6Al4V 制备的多晶状元晶体的力学行为。Ti6Al4V 元晶体的力学行为由跨尺度的点阵结构主导：晶体微观结构、架构的晶体状介观结构以及点阵杆件质量。由于复杂的架构，打印的元晶体中出现了显著的加工缺陷，尤其是杆件自由表面因未熔合产生的缺口状缺陷。此类缺陷引发应力集中并减小杆件承载面积，从而显著削弱点阵杆件。此外，由于针状 α' 马氏体的存在，打印态呈脆性。缺陷与打印态脆性导致杆件过早断裂，损害了受晶体启发的介观结构带来的益处。研究随后采取多项措施解决该问题：增大杆件直径以减小加工缺陷影响，以及退火以消除内应力并恢复延展性。增大杆件直径与退火相结合，成功使晶体状架构介观结构有效提升元晶体韧性。
引用
@article{arxiv.2011.14201,
title = {Mechanical behaviour of additively manufactured Ti6Al4V meta-crystals containing multi-scale hierarchical lattice structures},
author = {Jedsada Lertthanasarn and Chen Liu and Minh-Son Pham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.14201},
year = {2020}
}
备注
27 pages, 10 figures