Fabricación Aditiva Basada en Depósito de Energía Dirigida por Láser de Fe20Cr5.5AlY desde Pistas Únicas hasta Estructuras a Granel: Análisis Estadístico, Optimización del Proceso y Caracterización
Autores: Arackal Narayanan, Jinoop; Kaji, Farzaneh; Zimny, Mark; Toyserkani, Ehsan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Fabricación Aditiva Basada en Depósito de Energía Dirigida por Láser de Fe20Cr5.5AlY desde Pistas Únicas hasta Estructuras a Granel: Análisis Estadístico, Optimización del Proceso y Caracterización
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Láser
Deposición
Materiales
Acero
Optimización
Parámetros
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La deposición de energía dirigida por láser (LDED) se puede utilizar para depositar materiales de alto rendimiento para diversas aplicaciones de ingeniería. El acero formador de alúmina es un material de alto rendimiento que posee una excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación, encontrando aplicación en el sector de generación de energía. En el presente trabajo, se utilizó LDED con alimentación de polvo (LDED-PF) para depositar la aleación Fe20Cr5.5AlY utilizando deposición de pista única, múltiples pistas y múltiples capas sobre un sustrato de SS 316L. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar la deposición de pista única. Se estudió la relación entre los parámetros de geometría de la pista y la tasa de construcción con los parámetros de procesamiento de LDED-PF. Además, se desarrolló la relación no lineal entre los principales parámetros del proceso y se utilizó un análisis de varianza (ANOVA) para encontrar los parámetros significativos. La deposición de múltiples pistas produjo capas densamente revestidas con una estructura de grano columnar. Se detectó la presencia de escoria de óxido compleja de Y, Al y Zr en la capa revestida. Se observó una microdureza de 240-285 HV en la capa revestida, con una dureza de 1088-1276 HV en la capa de escoria. Las estructuras multicapa mostraron una densidad relativa del 99.7% con crecimiento columnar y una microdureza promedio de 242 HV. El estudio allana el camino para la deposición de estructuras densas de acero formador de alúmina para componentes de construcción para aplicaciones de generación de energía.
Descripción
La deposición de energía dirigida por láser (LDED) se puede utilizar para depositar materiales de alto rendimiento para diversas aplicaciones de ingeniería. El acero formador de alúmina es un material de alto rendimiento que posee una excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación, encontrando aplicación en el sector de generación de energía. En el presente trabajo, se utilizó LDED con alimentación de polvo (LDED-PF) para depositar la aleación Fe20Cr5.5AlY utilizando deposición de pista única, múltiples pistas y múltiples capas sobre un sustrato de SS 316L. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar la deposición de pista única. Se estudió la relación entre los parámetros de geometría de la pista y la tasa de construcción con los parámetros de procesamiento de LDED-PF. Además, se desarrolló la relación no lineal entre los principales parámetros del proceso y se utilizó un análisis de varianza (ANOVA) para encontrar los parámetros significativos. La deposición de múltiples pistas produjo capas densamente revestidas con una estructura de grano columnar. Se detectó la presencia de escoria de óxido compleja de Y, Al y Zr en la capa revestida. Se observó una microdureza de 240-285 HV en la capa revestida, con una dureza de 1088-1276 HV en la capa de escoria. Las estructuras multicapa mostraron una densidad relativa del 99.7% con crecimiento columnar y una microdureza promedio de 242 HV. El estudio allana el camino para la deposición de estructuras densas de acero formador de alúmina para componentes de construcción para aplicaciones de generación de energía.