2024/03/13
Laser powder bed fusion additive manufacturing of molybdenum using a nitrogen build atmosphere
Ramakrishnan, T.; Espiritu, E.R.L.; Kwon, S.; Keshavarz, M.K.; Muniz-Lerma, J.A.; Gauvin, R.; Brochu, M. (2024). Laser powder bed fusion additive manufacturing of molybdenum using a nitrogen build atmosphere. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, vol. 119, February 2024, 106555.
Une méthode a été mise au point pour supprimer la formation de fissures pendant la fusion laser sur lit de poudre (LPBF) du molybdène (Mo). La méthode utilise une atmosphère d’azote (N2) pour fabriquer des échantillons sans fissures sans aucun traitement supplémentaire. Pour comparer l’effet de l’atmosphère N2, des échantillons ont été préparés sous une atmosphère d’argon (Ar) avec les mêmes paramètres opératoires. Les analyses de la microstructure par microscopie optique et électronique à haute résolution ont révélé que des échantillons exempts de fissures ont été produits dans ces conditions, alors que des fissures aux joints de grains ont été observées sur l’ensemble de l’échantillon fabriqué sous atmosphère d’argon. Pour comprendre le mécanisme de prévention des fissures par l’azote (N), les caractéristiques des composants du soluté dans la structure BCC-Mo ont été étudiées par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les calculs théoriques ont montré que l’introduction de N dans le BCC-Mo entrave la diffusion de l’oxygène (O), entraînant le piégeage de l’O dans le réseau à des positions interstitielles. En conséquence, des oxydes réduits à l’intérieur des grains et aux joints de grains ont été observés. Les résultats sont cohérents avec l’observation expérimentale faite à partir de l’étude de la surface de rupture. On pense que la fragilisation limitée des GB due à la formation d’oxydes GB réduits supprime la fissuration des GB.