2023/02/14
Laser powder bed fusion of β-21S titanium alloy
Macias Sifuentes, M. (2022). Laser powder bed fusion of β-21S titanium alloy. Thèse.
La fusion laser sur lit de poudre ou laser powder bed fusion (LPBF), l’un des processus les plus étudiés parmi la fabrication additive métallique (FAM), a attiré l’attention en raison de son degré élevé de liberté de fabrication, de sa capacité à produire des composants complexes légers, de son efficacité énergétique et de son temps itinéraire de sauvegarde. Aujourd’hui, les recherches ne portent que sur un nombre limité d’alliages tels que le Ti-6Al-4V, l’Inconel 625 et 718, et l’acier inoxydable 316L. De nouveaux alliages produits par cette technique doivent être étudiés pour pouvoir maximiser les avantages de la FAM. Les alliages de β-titane métastables sont attrayants pour l’industrie aérospatiale en raison de leur faible densité, de leur haute résistance, de leur excellente trempabilité et de leur stabilité à haute température. Parmi ces alliages, le β-21S est connu pour offrir une résistance aux températures élevées, une résistance au fluage, une stabilité thermique et une résistance à l’oxydation améliorées. De plus, un traitement thermique peut être appliqué à cet alliage pour adapter les propriétés mécaniques en fonction de l’application souhaitée. La fabricabilité du β-21S produit par LPBF, ainsi que l’effet du traitement thermique ont été étudiés dans le présent mémoire, pour comprendre la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques. Les performances de traction du β-21S à l’état tel que construit ont présenté un comportement comparable à celui du traitement forgé en solution. Le traitement en solution et le vieillissement de l’alliage ont précipité la phase, augmentant la micro-dureté et la résistance, tout en réduisant la ductilité. Le traitement thermique appliqué au LPBF β-21S a eu un effet similaire à celui du β-21S fabriqué par des techniques non AM. Les propriétés obtenues ont démontré le potentiel du β-21S pour les applications LPBF.