2023/02/13
An investigation of the microstructures and mechanical properties of AlSi10Mg in laser powder bed fusion with a narrow particle size distribution
Turner, T. (2022). An investigation of the microstructures and mechanical properties of AlSi10Mg in laser powder bed fusion with a narrow particle size distribution. Thèse.
La fusion au laser sur lit de poudre (LPBF) est une nouvelle méthode de production de pièces finales en AlSi10Mg par les industries aérospatiale et automobile. Ce matériau, excellent pour la fabrication de composants légers, est apprécié pour son usinabilité et son coût relativement faible. Le procédé LPBF permet de réduire les étapes de traitement, d’accroître la liberté de conception et l’efficacité d’assemblages, ce qui permet d’améliorer considérablement les produits finaux. Les différentes poudres d’aluminium sont très difficiles à utiliser, notamment en raison des difficultés liées aux petites particules présentes dans la plupart des distributions granulométriques standard (PSD). L’objectif de cette recherche est d’étudier la possibilité d’utiliser la fabrication additive par fusion sur lit de poudre avec une poudre d’AlSi10Mg ayant une PSD très étroite. La poudre a été caractérisée, en quantifiant l’écoulement, le PSD et la morphologie, et puis en comparant la poudre atomisée au gaz aux microstructures imprimées. Les effets des paramètres de traitement ont été liés à la densité, à la microstructure et aux propriétés mécaniques. Les résultats obtenus étaient similaires et, dans certains cas, meilleurs comparés aux résultats de d’autres travaux de fusion au laser sur lit de poudre d’AlSi10Mg; par conséquent, le PSD étudié est viable pour cette tâche. Notre investigation suggère que l’augmentation de la résistance dans les alliages LPBF est due à la présence des effets combinés de la macrostructure, de la microstructure et des mécanismes de renforcement inhérent à la LPBF. Les propriétés des échantillons construits sont attribuées au renforcement par solution solide et au renforcement par raffinement du grain. Les effets du traitement par LPBF sur la microstructure entrainent une amélioration significative de la résistance de l’alliage par rapport à l’AlSi10Mg coulé de manière conventionnelle.