Selective laser melted AlSi10Mg alloy under melting mode transition: Microstructure evolution, nanomechanical behaviors and tensile properties

Wu, Hong; Ren, Yaojia; Ren, Junye; Liang, Luxin; Li, Ruidi; Fang, Qihong; Cai, A.H.; Shan, Quan; Tian, Yingtao; Baker, I.

doi:10.1016/j.jallcom.2021.159823

Cited by 72 publications

(16 citation statements)

References 57 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…According to Figure 13 , the relative density of the sample A3 is 99.94%. Compared with other studies [ 29 , 30 ], the relative density has been significantly improved. There are no cracks in the sample, and a small amount of small pores are dispersively distributed.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 70%

“…It was found that with increasing distance from the heated build platform, there was a graded increase in the surface hardness and dynamic performance, and the relative density of as-printed status is 98.71 ± 0.3%. Wu et al [ 30 ] determined that the influence of the volume energy density on the keyhole formation, microstructural, and mechanical properties, and the three melting modes could be distinguished during the laser melting process. The best relative density is 97.1 ± 0.05% when the volume energy density is 37 J/mm 3 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Research on Microstructure and Properties of AlSi10Mg Fabricated by Selective Laser Melting

Pan

Zhang

et al. 2022

Materials

View full text Add to dashboard Cite

In order to obtain high-performance aluminum alloy parts fabricated by selective laser melting, this paper investigates the relationship between the process parameters and microstructure properties of AlSi10Mg. The appropriate process parameters are obtained: the layer thickness is 0.03 mm, the laser power is 370 W, the scanning speed is 1454 mm/s, and the hatch spacing is 0.16 mm. With these process parameters, the ultimate tensile strength of the as-printed status is 500.7 ± 0.8 MPa, the yield strength is 311.5 ± 5.9 MPa, the elongation is 7.7 ± 0.5%, and the relative density is 99.94%. After annealing treatment at 275 °C for 2 h, the ultimate tensile strength is 310.8 ± 1.3 MPa, the yield strength is 198.0 ± 2.0 MPa, and the elongation is 13.7 ± 0.6%. The mechanical properties are mainly due to the high relative density, supersaturate solid solution, and fine dispersed Si. The supersaturate solid solution and nano-sized Si formed by the high cooling rate of SLM. After annealing treatment, the Si have been granulated and grown significantly. The ultimate tensile strength and yield strength are reduced, and the elongation is significantly improved.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 70%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Research on Microstructure and Properties of AlSi10Mg Fabricated by Selective Laser Melting

Pan

Zhang

et al. 2022

Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Wu vd. [64] AlSi10 Mg alaşımlı parçaların üretilmesinde yakın bir enerji yoğunluğunun (50-65 J/mm 3 ) ideal değer olduğunu, Kimura ve Nakamoto [43] AlSi7Mg alaşımlı numunelerin imal edilmesinde 60 J/mm 3 bir enerji yoğunluğunun optimum değer olduğunu belirtmişlerdir.…”

Section: şEkil 14 Katman Kalınlığının Mekanik öZellikler üZerindeki E...unclassified

Seçici Lazer Ergitme (SLM) Yöntemi ile Üretilen AlSi10Mg Alaşımlı Parçalarda Kusurlar, Mekanik Özellikler ve Yüzey Pürüzlülüğü-Bir Araştırma

Sıyambaş

Turgut

2022

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji

View full text Add to dashboard Cite

Metal esaslı eklemeli imalat, bir enerji kaynağı ile metalik tozun veya telin katman katman eritilmesi yoluyla üç boyutlu (3B) nesnelerin imal edildiği modern bir üretim sürecidir. Seçici lazer eritme (SLM) yöntemi, karmaşık ve hafif yapıların üretimine olanak sağladığından hem bilimsel hem de endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır. AlSi10Mg alaşımı havacılık, otomotiv, denizcilik ve medikal endüstrilerin yanı sıra, özel tasarımlara ihtiyaç duyulan çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmakta ve SLM araştırmalarında öne çıkan malzemelerden biri durumundadır. SLM yöntemi ile üretilen bir ürünün kalitesi, ergitme için gerekli olan enerji yoğunluğunu etkileyen imalat parametrelerinin (lazer gücü, tarama hızı, tarama mesafesi, katman kalınlığı) optimizasyonunu gerektirmektedir. Uygun olmayan imalat parametrelerinin kullanılması ile süreç gereği deformasyon mekanizmalarından kaynaklanan iç gerilmeler oluşmakta ve parça üzerinde çarpılma, çatlama ve boyutsal değişim meydana gelmektedir. Toz malzeme özellikleri, toz tabakasının düzgün olmayan dağıtımı, imalat sırasında deformasyon, lazer ışınındaki değişiklikler gibi değişkenler metalurjik gözeneklere neden olabilmektedir. İmalat sürecinde oluşan her türlü kusur nihai parçanın mekanik özellikleri ve yüzey kalitesi üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Bu çalışmada seçici lazer ergitme yöntemi ile AlSi10Mg alaşımından yüksek yoğunlukta, yüksek mukavemet özelliklerinde ve yüksek yüzey kalitesinde parçalar üretmek için literatürde yapılan çalışmalar araştırılarak elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Araştırma sonucunda, enerji yoğunluğunun ürün kalitesi üzerinde daha belirleyici olduğu tespit edilmiştir. Ürünlerde en az gözeneklilik için ideal enerji yoğunluğunun 50-75 J/mm3 aralığında olduğu, eklemeli imalat ile üretilen AlSi10Mg alaşımlı parçaların döküm yöntemi ile üretilenlere kıyasla daha iyi mukavemet özelliği gösterdiği belirlenmiştir.

show abstract

“…To overcome this issue, together with the need for a long production chain and the limited flexibility of plastic processing, numerous studies on AM can be found in the literature. In [ 4 ], an in-depth analysis of stereolithography (STL) on AlSi10Mg was proposed, while in [ 5 ], the same topic was analyzed with a micro-image-based (by X-ray tomography) finite-element simulation, which led to a model for quantifying process-induced defects. The laser-based powder bed fusion (LB-PBF) of AlSi10Mg has been successfully commercialized and has become the most popular additive manufacturing technology for Al alloys owing to its low density and high specific strength [ 6 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Tool Run-Out in Micro-Milling: Development of an Analytical Model Based on Cutting Force Signal Analysis

Abeni,

Cappellini,

Seneci

et al. 2024

Micromachines

View full text Add to dashboard Cite

Micro-machining is a widespread finishing process for fabricating accurate parts as biomedical devices. The continuous effort in reducing the gap between the micro- and macro-domains is connected to the transition from conventional to micro-scale machining. This process generates several undesired issues, which complicate the process’s optimization, and tool run-out is one of the most difficult phenomena to experimentally investigate. This work focuses on its analytical description; in particular, a new method to calibrate the model parameters based on cutting force signal elaboration is described. Today, run-out prevision requires time-consuming geometrical measurements, and the main aim of our innovative model is to make the analysis completely free from dimensional measurements. The procedure was tested on data extrapolated from the micro-machining of additively manufactured AlSi10Mg specimens. The strategy appears promising because it is built on a strong mathematical basis, and it may be developed in further studies.

show abstract

Selective laser melted AlSi10Mg alloy under melting mode transition: Microstructure evolution, nanomechanical behaviors and tensile properties

Cited by 72 publications

References 57 publications

Research on Microstructure and Properties of AlSi10Mg Fabricated by Selective Laser Melting

Research on Microstructure and Properties of AlSi10Mg Fabricated by Selective Laser Melting

Seçici Lazer Ergitme (SLM) Yöntemi ile Üretilen AlSi10Mg Alaşımlı Parçalarda Kusurlar, Mekanik Özellikler ve Yüzey Pürüzlülüğü-Bir Araştırma

Tool Run-Out in Micro-Milling: Development of an Analytical Model Based on Cutting Force Signal Analysis

Contact Info

Product

Resources

About