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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 1-2/2020

06.07.2020 | ORIGINAL ARTICLE

Microstructure and mechanical characterization of TI6AL4V-B4C metal ceramic alloy, produced by laser powder-bed fusion additive manufacturing

verfasst von: Alexander Golyshev, Anatoly Orishich

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 1-2/2020

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Abstract

Increasing performance requirements of advanced products demands new, versatile fabrication techniques. Additive technology represents one of the most prospective fields of future production. B4C-based composites were fabricated on titanium substrate by selective laser melting (SLM) using titanium (Ti-6Al-4V) and boron carbide (B4C) powder mixture at different weight ratio (Ti:B4C = 1:0, 9:1, 8:2, and 7:3). It was shown that the use of a powder mixture В4С + Ti-6Al-4V with ceramic concentration of more than 10% of weight led to formation of cracks. The microstructure of composites was studied by optical and electron microscopy. It was shown that a heterogeneous structure was formed with regular allocation of zones inside each layer. It was established that new chemical compounds (TiB, TiB2, TiC) absent in the initial powder mixture were formed in the new structure. A significant change in microhardness is shown (for sample without ceramics—372 HV0.3, for sample 10% В4С + 90% Ti-6Al-4V—from 548 to 4214 HV0.3). It was shown that the wear loss of B4C-free sample is approximately 4.2 times higher than that of the sample with 10 wt% В4С.

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Literatur
7.
Zurück zum Zitat Fomin VM, Golyshev AA, Kosarev VF, Malikov AG, Orishich AM, Ryashin NS, Filippov AA, Shikalov VS (2017) Creation of heterogeneous materials on the basis of B4C and Ni powders by the method of cold spraying with subsequent layer-by-layer laser treatment. J Appl Mech Tech Phys 58:947–955. https://doi.org/10.1134/S0021894417050224 CrossRef Fomin VM, Golyshev AA, Kosarev VF, Malikov AG, Orishich AM, Ryashin NS, Filippov AA, Shikalov VS (2017) Creation of heterogeneous materials on the basis of B4C and Ni powders by the method of cold spraying with subsequent layer-by-layer laser treatment. J Appl Mech Tech Phys 58:947–955. https://​doi.​org/​10.​1134/​S002189441705022​4 CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Fereiduni E, Ghasemi A, Elbestawi M (2019) Selective laser melting of hybrid ex-situ/in-situ reinforced titanium matrix composites: Laser/powder interaction, reinforcement formation mechanism, and non-equilibrium microstructural evolutions. Mater Des 184:108185. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108185 Fereiduni E, Ghasemi A, Elbestawi M (2019) Selective laser melting of hybrid ex-situ/in-situ reinforced titanium matrix composites: Laser/powder interaction, reinforcement formation mechanism, and non-equilibrium microstructural evolutions. Mater Des 184:108185. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​matdes.​2019.​108185
Metadaten
Titel
Microstructure and mechanical characterization of TI6AL4V-B4C metal ceramic alloy, produced by laser powder-bed fusion additive manufacturing
verfasst von
Alexander Golyshev
Anatoly Orishich
Publikationsdatum
06.07.2020
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 1-2/2020
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-020-05509-1

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