Khảo sát đặc tính của hợp kim Ti6Al4V chế tạo bằng công nghệ in 3D

Bài viết Khảo sát đặc tính của hợp kim Ti6Al4V chế tạo bằng công nghệ in 3D khảo sát về hợp kim Ti6Al4V in 3D, tuy nhiên mỗi công nghệ in khác nhau,... thì cấu trúc và tính chất của vật in khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát đặc tính của hợp kim Ti6Al4V chế tạo bằng công nghệ in 3D Journal of Science and Technology of 12 Công nghệ, thiết bị và vật liệu mới Khảo sát đặc tính của hợp kim Ti6Al4V chế tạo bằng công nghệ in 3D Characterization of 3D printed Ti6Al4V alloy 1,*, TRỊNH VĂN TRUNG NGUYỄN ANH SƠN 1, PHÙNG NHƯ CƯỜNG 1, CHRISTIAN SEIDEL 2, PHẠM GIA KHÁNH 2 1. Hanoi University of Science and Technology, School of Materials Science and Engineering, No.1 Dai Co Viet, Hanoi, Vietnam 2. Munich University of Applied Sciences, Department of Applied Sciences and Mechatronics, Lothstr. 34, 80335 Munich, Germany *Email: trung.trinhvan@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 14/2/2022, Ngày duyệt đăng: 5/4/2022 TÓM TẮT Hình thái bề mặt, cấu trúc, tổ chức tế vi và độ cứng của các mẫu hợp kim Ti6Al4V chế tạo bằng công nghệ in 3D được khảo sát và nghiên cứu bằng cách sử dụng các thiết bị kiểm tra đánh giá như quang phổ kế phát xạ, chụp ảnh tia Rơnghen, máy đo độ nhám, kính hiển vi quang học, kính hiển vi kỹ thuật số, nhiễu xạ kế Rơnghen và máy đo độ cứng tế vi. Kết quả cho thấy bề mặt mẫu in có độ nhám khoảng (6 ÷ 12) µm. Cấu trúc của các mẫu in đồng đều và không có khuyết tật in có kích thước lớn hơn 0,5 µm. Tổ chức pha các mẫu in chủ yếu có thành phần pha là α hoặc α và một lượng nhỏ pha β. Độ cứng bề mặt của mẫu trong khoảng (405 ÷ 424) HV1. Từ khóa: Ti6Al4V, công nghệ in 3D, hợp kim titan. ABSTRACT Surface morphology, structure/microstructure, and hardness of Ti6Al4V alloy samples fabricated by 3D printing technology were investigated by using optical emission spectrometer, X-ray scanner, roughness measurement instrument, optical microscope, digital microscope, X-ray diffractometer, and microhardness tester. The results show that the surface roughness is about (6 ÷ 12) µm. The printed samples have a uniform microstructure and are free of printing defects larger than 0.5 µm in size. The printed samples mainly have a phase composition of α or α and a small amount of β phase. The surface hardness of the samples are in the range of (405 ÷ 424) HV1. Keywords: Ti6Al4V, 3D printing, titanium alloy. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ từ vật liệu nhựa. Khi in các vật liệu kim loại như Hợp kim Ti6Al4V là loại hợp kim titan 2 pha α Ti6Al4V thì cần giải quyết các bài toán về tối giản và β. Hợp kim này đã được nghiên cứu và sử chi phí nguyên vật liệu, tối ưu về chế độ in hoặc dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như cơ khí hàng cấu trúc vật in để đạt được đặc tính cơ, lý, hóa và không và y sinh,... nhờ thừa hưởng các đặc tính sinh học tốt hơn. Ngoài ra, các nguyên công hậu chung của hợp kim titan về độ bền riêng lớn [1], xử lý như nhiệt luyện hoặc xử lý bề mặt cũng cần khả năng chống ăn mòn cao, độ bền mỏi và chống được áp dụng để cải thiện chất lượng vật in [3-4]. rão tốt, cũng như có khả năng tương thích sinh Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu khảo sát về học nhất định [2]. hợp kim Ti6Al4V in 3D, tuy nhiên mỗi công nghệ in Cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng khác nhau,... thì cấu trúc và tính chất của vật in công nghiệp 4.0 mà một trong các thành tố quan khác nhau [5-6]. Ryan Cottam và cộng sự [5] đã trọng của nó về mặt kỹ thuật đó là công nghệ in nghiên cứu sử dụng 4 phương pháp in 3D khác 3D. Công nghệ này đã mở ra triển vọng rất lớn để nhau là nóng chảy bằng laze chọn lọc SLM (selec- tạo hình các chi tiết có kết cấu hay hình dạng phức tive laser melting); nóng chảy bằng chùm điện tử tạp một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, công nghệ EBM (electron beam melting); lắng đọng kim loại in 3D thường áp dụng để tạo hình các chi tiết làm trực tiếp DMD (direct metal deposition) và bồi đắp Số 101 . tháng 4/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI Journal of Science and Technology of Công nghệ, thiết bị và vật liệu mới 13 hồ quang dây WAAM (wire and arc additive man- Spectromaxx). Thiết bị chụp ảnh tia Rơnghen ufacturing) để tạo mẫu in hợp kim Ti6Al4V. Kết (XTH 320, Nikon) cũng như thiết bị chụp ảnh tia quả cho thấy các mẫu chế tạo bằng phương pháp Rơnghen (Micro-Focus SMX-1000Plus, SLM có mật độ lệch lớn nhất do quá trình chuyển ...