2022/09/06
High Frequency Vibration Fatigue Behavior of Ti6Al4V Fabricated by Wire-Fed Electron Beam Additive Manufacturing Technology
Wanjara, P.; Gholipour, J.; Watanabe, E.; Watanabe, K.; Sugino, T.; Patnaik, P.; Sikan, F.; Brochu, M. (2020). High Frequency Vibration Fatigue Behavior of Ti6Al4V Fabricated by Wire-Fed Electron Beam Additive Manufacturing Technology. Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2020, Article ID 1902567, 14 pages, 2020.
À la suite de dommages causés par des corps étrangers (FOD), la réparation des composants en utilisant de nouvelles technologies de fabrication additive (FA) semble avoir un bon potentiel pour permettre des solutions rentables et efficaces pour la maintenance des turbines à gaz des avions. Pour mettre en œuvre toute nouvelle technologie dans le monde du ré usinage des turbines à gaz, les performances de la réparation doivent être développées et comprises par un examen attentif de l’impact des facteurs limitant la durée de vie sur l’intégrité structurelle du composant. Dans les turbines à gaz modernes, la fatigue longue durée (HCF) est l’une des principales causes de défaillance des composants. Cependant, les données conventionnelles de fatigue uniaxiale sont inadéquates pour représenter le mode de défaillance HCF prédominant des composants de turbine à gaz, qui est causé par les vibrations. Dans cette étude, le comportement en fatigue vibratoire du Ti6Al4V déposé à l’aide de la fabrication additive par faisceau d’électrons (EBAM) a été examiné dans le but de développer une solution de réparation avancée pour les composantes soumises à la fatigue comme les aubes et les palettes des turbines à gaz. Les données de fatigue longue durée, générées par différents tests de fatigue par vibration, ont été analysées à l’aide des statistiques de Dixon-Mood pour calculer les limites d’endurance et les écarts types de l’EBAM Ti6Al4V et du Ti6Al4V corroyé. Des graphiques de la contrainte (S) en fonction du nombre de cycles jusqu’à la rupture (N) ont été obtenus. La limite moyenne d’endurance à la fatigue de l’EBAM Ti6Al4V a été déterminée comme étant supérieure à celle de son homologue corroyé. Mais la limite inférieure (fiabilité de 95%) de 426 MPa pour l’EBAM Ti6Al4V était inférieure à la valeur de 497 MPa déterminée pour le Ti6Al4V corroyé; cela a été attribué à la dispersion légèrement plus élevée des données – comme le reflète l’écart type plus élevé – du premier matériau.