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Chainiau, F.; Sikan, F.; Ding, Y.; Brochu, M. (2024). Microstructure and fracture toughness of laser wire deposited Ti-6Al-4V. Journal of Alloys and Metallurgical Systems, vol. 7, September 2024, 100090.

Dans cet article, la microstructure et les propriétés mécaniques du Ti-6Al-4V fabriqué par le procédé de Dépôt d’Énergie Laser Dirigé (L-DED) sont étudiées et discutées. Des coupons déposés ont été produits sur un substrat en Ti-6Al-4V travaillé en utilisant du fil de grade Ti-6Al-4V ELI avec le processus de dépôt de fil laser (LWD). Les efforts de caractérisation ont conduit à l’évaluation de la microstructure, de la dureté, du comportement à la traction et de la résistance à la propagation des fissures de fatigue de l’alliage de construction. La microstructure du dépôt se compose de grains β antérieurs en colonnes et d’un mélange de phases α/β en tissage de panier. La taille des lattes alpha est mesurée à 1,2 ± 0,3 µm dans la zone striée et à 0,8 ± 0,2 µm dans la zone sans bandes, respectivement. La dureté du bloc déposé est uniforme et se situe entre 321 et 323 Hv. Les propriétés de croissance des fissures en traction et en fatigue du bloc déposé ont été évaluées dans différentes orientations. Les échantillons de traction chargés dans la direction de dépôt ont montré une limite d’élasticité de 824 MPa et une résistance à la traction ultime de 930 MPa, respectivement. Les échantillons de traction chargés dans la direction de construction ont montré des valeurs de 782 MPa et 907 MPa pour la limite d’élasticité et la résistance à la traction ultime, respectivement. L’analyse révèle que les propriétés de traction du matériau déposé correspondent aux exigences de résistance pour l’ASTM F1108 Ti-6Al-4V coulé. Cependant, ils étaient juste en dessous de la norme AMS 4911P pour le titane forgé Ti-6Al-4V. Des tests de taux de croissance de fissures de fatigue ont été réalisés dans trois directions : parallèle à la direction de dépôt, parallèle à la direction de construction et à 45° par rapport à la direction de dépôt. Aucune différence significative dans les propriétés de croissance des fissures n’a été observée entre les différentes orientations, avec une initiation de fissure moyenne près du seuil (ΔKth) et une valeur de ténacité à la rupture (Kc) de 3,6 MPa√m et 69 MPa√m, respectivement. Les propriétés de propagation des fissures sont similaires à celles des matériaux coulés et forgés.

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