2024/07/11
Laser Powder Bed Fusion Printing of CoCrFeMnNi High Entropy Alloy: Processing, Microstructure, and Mechanical Properties
Atabay, S.E.; Sarafan, S.; Islam, A.; Bernier, F.; Gholipour, J.; Amos, R.; Wanjara, P.; Borchu, M. (2024). Laser Powder Bed Fusion Printing of CoCrFeMnNi High Entropy Alloy: Processing, Microstructure, and Mechanical Properties. High Entropy Alloys & Materials. 2024, vol. 2 (129-173).
Une poudre équiatomique de CoCrFeMnNi, alliage à haute entropie (HEA), a été traitée par fusion laser sur lit de poudre (LPBF). Les propriétés de la poudre sphérique de CoCrFeMnNi pré-alliée ont été caractérisées et son aptitude au traitement par LPBF a été systématiquement étudiée par le biais de la densité d’énergie volumétrique (VED) basée sur la rugosité de la surface, les défauts (microfissures et porosité) et la densification. Après optimisation, le traitement LPBF à une VED de 104 J/mm3 a permis d’obtenir des éprouvettes verticales et horizontales hautement denses et exemptes de fissures, avec une fraction de porosité inférieure à 0,01 % et des micropores ayant une taille moyenne de, respectivement, 25,9 μm et 13,4 μm, comme l’a déterminé l’inspection par tomographie à rayons X (μCT). L’analyse au microscope électronique à balayage (MEB) du CoCrFeMnNi traité à une VED de 104 J/mm3 a montré une microstructure de solidification hétérogène, composée de grains colonnaires avec une structure cellulaire de sous-grains, et la diffraction électronique rétrodiffusée (EBSD) a révélé une texture cristallographique principalement le long de la direction < 100 >. Le post-traitement par pressage isostatique à chaud (HIP) s’est avéré efficace pour fermer les micropores restants dans le volume global de CoCrFeMnNi. En outre, la structure cellulaire de sous-grains du CoCrFeMnNi a complètement disparu après le HIP et la microstructure résultante était constituée de grains équiaxes recristallisés avec des jumeaux de recuit. Des essais mécaniques ont par la suite été réalisés.