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Accès ouvert déclaré 2025 article

Influence of Nb Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Laser Powder Bed Fusion-Fabricated Ti6Al4V Alloy

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Le résumé fourni par la source

Additive manufacturing of Ti6Al4V alloys via laser powder bed fusion (L-PBF) has demonstrated superior tensile strength compared to conventional methods. However, challenges remain in enhancing ductility and tailoring mechanical properties for specific applications. In this work, we show a feasible method to regulate the mechanical properties of additively manufacturing Ti alloys. Ti6Al4V alloys with different Nb content (1, 3, and 10 wt.%) were fabricated through laser powder bed fusion (L-PBF) in situ alloying using the mixture of Ti6Al4V and Nb powders. The powder mixture shows good printability, and dense Ti6Al4V-xNb alloys are obtained. Although the distribution of Nb is highly heterogeneous, no solidification cracks or secondary intermetallics were detected in both the Nb-rich and Nb-lean regions. The microstructure is gradually refined with the increase in Nb addition, mainly due to the heterogeneous nucleation caused by the partially melted Nb particles. The L-PBF-fabricated T6Al4V-xNb alloys are mainly in α' martensite phase, even with the addition of 10 wt.% Nb, due to the low content of Nb solute in the matrix. The presence of β phase is suggested around the Nb particles, since a small region with graded Nb content is formed around the Nb particles. The ultimate tensile strength increases from 1050 to 1181 MPa with the addition of 3 wt.% Nb, and the total elongation increases slightly from 8.8% to 10.5%. With the addition of 10 wt.% Nb, the total elongation increases largely to 15.6%, while maintaining a high strength of 1135 MPa. Moreover, the elastic modulus decreases from 105 to 80 GPa with the increase in Nb content to 10 wt.%. The results of this work suggest that L-PBF in situ alloying is a promising approach to optimize the mechanical performance of Ti6Al4V alloys.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Influence of Nb Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Laser Powder Bed Fusion-Fabricated Ti6Al4V Alloy
Date Crossref
15/04/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Shandong University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shandong Institute of Medical Device and Pharmaceutical Packaging Inspection pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Lunan Technical College Department of Mechanical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Shandong University, Shandong Institute of Medical Device and Pharmaceutical Packaging Inspection et School of Materials Science and Engineering, avec 2 autres affiliations.

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