Nickel Superalloy Turbine Blade Parts Printed by Laser Powder Bed Fusion: Thermo-Mechanical Post-processing for Enhanced Surface Integrity and Precipitation Strengthening

Lesyk, Dmytro; Martı́nez, Silvia; Pedash, O.O.; Mordyuk, B.N.; Dzhemelinskyi, Vitaliy; Lamíkiz, Aitzol

doi:10.1007/s11665-022-06710-x

Cited by 18 publications

(4 citation statements)

References 70 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Показано, що дифузія та механохімічні реакції (окиснення/ азотування) на поверхні відіграють важливу роль у процесах, ініційованих інтенсивною деформацією [70][71][72][73][74][75], зокрема у формуванні «білих шарів» на сталях [35,39,40]. Ці процеси сприяють підвищенню фізико-механічних характеристик (твердість, опір втомі, зношуванню та корозії) традиційних конструкційних матеріалів на основі заліза, алюмінію, нікелю й титану, а також новітніх високо(середньо)ентропійних та спеціальних багатокомпонентних сплавів [77,78], отриманих з використанням сучасних адитивних технологій 3D-друку, які все ширше застосовують в аерокосмічній та автомобілебудівній промисловості, а також у медицині [79][80][81][82].…”

Section: рис 2 сучасне ультра звукове обладнання та змінні ударні гол...unclassified

“…4). Це пов'язано з можливістю усунення або принаймні зменшення дефектності [5,6,[79][80][81]. Йдеться насамперед про дефекти поверхневих шарів матеріалів, сформованих спрямованими електронними чи лазерними пучками (залишкова пористість, шорсткість, непровари, напруження розтягу, наявність значної розмірної та орієнтаційної неоднорідності зеренної структури), які значно погіршують фізико-механічні та антикорозійні властивості всього виробу.…”

Section: рис 2 сучасне ультра звукове обладнання та змінні ударні гол...unclassified

See 1 more Smart Citation

Ультразвукові Методи Модифікування Поверхні Та Діагностики Новітніх Металевих Матеріалів

Mordyuk¹

2022

Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr.

View full text Add to dashboard Cite

У доповіді наведено аналіз ефективності методу високочастотного ударного проковування ультразвуковим інструментом (УЗУО, або ВМП). Розглянуто механізми формування нанорозмірних зеренних структур і композитів, перерозподілу напружень, можливості усунення дефектів і поруватості в поверхневих шарах металевих матеріалів, отриманих за допомогою традиційних і новітніх адитивних технологій 3D-друку і призначених для виробництва зварних конструкцій і споруд, а також методології ультразвукових прецизійних вимірювань і неруйнівного контролю. Окреслено перспективи впровадження цих методів у транспортному машинобудуванні та медицині для забезпечення підвищеного ресурсу, опору втомі, корозії та зношуванню.

show abstract

Section: рис 2 сучасне ультра звукове обладнання та змінні ударні гол...unclassified

Ультразвукові Методи Модифікування Поверхні Та Діагностики Новітніх Металевих Матеріалів

Mordyuk¹

2022

Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Kumar et al [28] explored the influence of SP on the impact performance of AZ31B magnesium alloy welded joints treated with friction stir welding. Lesyk et al [29] noted that SP can continue to harden the surface of Nickel Superalloy specimens even after hot isostatic pressing treatment is completed. Satyanarayana Pavan et al [30] verified that the combined treatment of SP and micro arc oxidation effectively heightened the biological activity of the surface of pure Ti samples.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The effect of shot peening on the contact fatigue performance of C40 steel gears after laser surface melting

Lv,

Cui,

Sun

et al. 2024

Surf. Topogr.: Metrol. Prop.

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, shot peening (SP) was employed as a post-processing technique for the laser surface melted (LSMed) gear. The aim was to improve the contact fatigue performance of laser surface melting+shot peened (LSMSPed) gears. The microstructure, surface roughness, residual stress, microhardness of C40 steel gears before and after SP treatment were characterized using scanning electron microscopy, X-ray diffraction stress analyzer, contour measuring instrument, and hardness tester. Fatigue test of gear was carried out with a Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) testing machine. Following the laser surface melting (LSM) treatment, a molten layer was observed on the gear teeth surface. The experimental results indicated that SP induced a hardened layer with a certain thickness and plastic deformation on the surface of LSMed gears. Importantly, as the SP parameters increased, there's a corresponding reduction in both the average grain diameter and the maximum grain diameter. The reduction was most pronounced when the shot diameter reached its maximum value. It's worth noting that once the optimal threshold for SP parameters is surpassed, the residual compressive stress and microhardness on the LSMSPed gear surface do not exhibit a continuous growth trend. Furthermore, the rise in SP parameters resulted in a gradual increase in the surface roughness of LSMSPed gears, albeit to varying degrees. In light of the combined effects of grain refinement, residual compressive stress, microhardness, and surface roughness, the contact fatigue performance of LSMSPed gears improved with increasing SP parameters. Notably, when comparing the contact fatigue life of LSMed gears with that of LSMSPed gears, we observed a substantial enhancement. However, it's essential to highlight that when the shot diameter reaches its maximum value, the contact fatigue life of the LSMSPed gear, somewhat unexpectedly, decreased.

show abstract

“…These outstanding properties make IN718 alloy attractive candidates for aerospace industries, such as the aero-engine turbine blades [3]. The aeroengine turbine blades exhibit complex curved features which are increasingly produced by additive manufacturing technology [4,5]. As one of the most practical metal additive manufacturing technologies, laser powder bed fusion (LPBF) has been extensively utilized in aerospace, biomedical, and automobile manufacturing [6][7][8][9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Formation mechanism of pore defects and surface ripples under different process parameters via laser powder bed fusion by numerical simulation and experimental verification

Duan

Long²,

Zhu³

et al. 2023

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

The formation mechanism of the pore defects and the surface ripples takes an crucial position in the quality control of laser powder bed fusion process. This paper developed the melt pool evolution in LPBF process, and revealed the effects of flow state and temperature field distribution of the melt pool with various process parameters, from which the formation mechanism of pore defects and surface ripples had been clarified by computational fluid dynamics methodology. The discrete element method was applied to reproduce the powder bed with a set of processing parameters. Then free surface of the melt pool was calculated employing the volume of fluid method. It was found that surface ripples of the melt pool and irregular pore defects in the lap joints appeared due to the lack of fusion at a laser energy density of 32 J/mm3 under the pre-set conditions. As the laser scanning speed dropped to 600 mm/s, keyholes generated inside the melt pool due to the recoil pressure. Similar phenomenon of pore defects and surface ripples were observed in the experiments. The measured and simulated average widths of the molten track showed good agreement with the relative errors of less than 6%, which verified the accuracy of simulated formation. Our work shed new light on quality control of LPBF fabricated parts for future.

show abstract

Nickel Superalloy Turbine Blade Parts Printed by Laser Powder Bed Fusion: Thermo-Mechanical Post-processing for Enhanced Surface Integrity and Precipitation Strengthening

Cited by 18 publications

References 70 publications

Ультразвукові Методи Модифікування Поверхні Та Діагностики Новітніх Металевих Матеріалів

Ультразвукові Методи Модифікування Поверхні Та Діагностики Новітніх Металевих Матеріалів

The effect of shot peening on the contact fatigue performance of C40 steel gears after laser surface melting

Formation mechanism of pore defects and surface ripples under different process parameters via laser powder bed fusion by numerical simulation and experimental verification

Contact Info

Product

Resources

About