基于相场法的选择性激光熔化Ti-6Al-4V在不同后处理条件下的缺口断裂预测
材料科学
2022-09-19 v1 计算工程、金融与科学
应用物理
摘要
Ti-6Al-4V是一种具有优异轻量化性能的钛合金，通过增材制造工艺生产对多个工业领域具有吸引力。本文数值研究了由选择性激光熔化（SLM）制备的Ti-6Al-4V的力学性能对其缺口断裂抗力的影响。利用文献数据来确定材料行为。将铸态脆性行为与热处理后（HT）和热等静压（HIP）后处理增强的延性响应进行比较。采用相场框架来捕捉两种不同缺口几何形状下的损伤形核与扩展，并讨论了断裂能和特征长度的影响。此外，通过复现HT和HIP过程中的非惰性气氛，分析了氧吸收的影响，表明由于α脆化层（alpha case layer）的形成，氧使断裂转向脆性失效，尤其是对于V型缺口几何。结果表明，对于铸态SLM状态可假设为纯弹性行为，而对经历热处理或热等静压的试样必须建模弹塑性现象。所提出的脆性相场框架与弹塑性本构分析相结合，被证明是不同后处理路径下缺口断裂的稳健预测工具。
引用
@article{arxiv.2209.07838,
title = {Notch Fracture predictions using the Phase Field method for Ti-6Al-4V produced by Selective Laser Melting after different post-processing conditions},
author = {A. Díaz and J. M. Alegre and I. I. Cuesta and E. Martínez-Pañeda and Z. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.07838},
year = {2022}
}