Process-Structure-Property Relationships in Selective Laser Melting of Aerospace Alloys
Notice bibliographique
Résumé
Metal additive manufacturing can be used for producing complex and functional components in the aerospace industry. This thesis deals with the process-structure-property relationships in selective laser melting of three aerospace alloys: Invar 36, stainless steel 316L, and Ti-6Al-4V. These alloys are weldable but hard to machine, which make them good candidates for the selective laser melting process. Invar 36 has a very low coefficient of thermal expansion because of its nickel concentration of 36% and stainless steel 316L contains 16-18% chromium that gives the alloy a corrosion resistance property. Ti-6Al-4V offers high strength-to-weight ratio, high biocompatibility, and outstanding corrosion resistance. Any changes in the chemical composition of these materials could affect their performance during application. In this thesis, a full factorial design of experiments is formulated to study a wide range of laser process parameters. The bulk density, tensile mechanical properties, fractography, microstructure, material composition, material phases, coefficient of thermal expansion, magnetic dipole moments, and residual stresses of the parts produced are experimentally investigated. An optimum process window has been suggested for each material based on experimental work. The thermal cycle, residual stresses, and part distortions are examined using a thermo-mechanical finite element model. The model predicts the residual stress and part distortion after build plate removal. The thesis introduces two laser energy densities for each material: brittle-ductile transition energy density, ET, and critical laser energy density, EC. Below the brittle-ductile transition energy density, the parts exhibited void formation, low density, and brittle fracture. Above the critical energy density, the parts showed vaporization of some alloying elements that have low boiling temperatures. Additionally, real-time measurements were taken using a pyrometer and a high-speed camera during the selective laser melting process. The trends found in the numerical results agree with those found experimentally.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».