Comportamiento en fatiga de una aleación de Ti-6Al-4V fabricada mediante Binder Jetting

• J.M. Alegre ^[1] ; A. Díaz ^[1] ; R. García ^[2] ; L.B. Peral ^[1] ; M. Lorenzo ^[1] ; I.I. Cuesta ^[1]
  1. [1] Universidad de Burgos

     Universidad de Burgos

     Burgos, España

     
  2. [2] HIP Innovation Center, Hiperbaric S.L., C. Condado de Treviño
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 5, 2023, págs. 275-280
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    El Binder Jetting (BJ) es una técnica de fabricación aditiva basada en la generación de una pieza mediante la unión selectiva de polvo por medio de un adhesivo y posterior proceso de sinterización a alta temperatura para densificar el material y obtener piezas con propiedades mecánicas aceptables. Debido a la gran porosidad inicial del material tras el sinterizado se suelen aplicar post-tratamientos de prensado isostático en caliente (HIP) para aumentar la densidad del material y mejorar las propiedades mecánicas y de fatiga del componente resultante. Este trabajo estudia el comportamiento en fatiga de una aleación de Ti-6Al-4V, fabricada mediante BJ, y sometida a dos procesos HIP diferentes: uno a 920ºC/100MPa durante 4h, y otro a alta presión pero menor temperatura (HIP-HPLT) a 850ºC/200MPa durante 2h. Se estudia el efecto del HIP sobre la densificación, la microestructura, el comportamiento mecánico y las propiedades a fatiga. Los micromecanismos de fatiga y fractura indican que el contenido en oxígeno generado por la descomposición del ligante durante los procesos de sinterización juega un papel crítico en las propiedades mecánicas resultantes, reduciendo la ductilidad y la vida a fatiga, y alejándose del comportamiento obtenido por otras técnicas de fabricación aditiva como el SLM

  • English

    Binder Jetting (BJ) is an additive manufacturing technique based on the generation of a part by selective bonding of powder by means of an adhesive, and subsequent high temperature sintering process to densify the material and obtain parts with acceptable properties. Due to the high initial porosity of the material after sintering, hot isostatic pressing (HIP) post-treatments can be applied to increase the density of the material and improve the mechanical and fatigue properties of the resulting component. This work analyses the fatigue behaviour of a Ti-6Al-4V alloy, fabricated by BJ and subjected to two different HIP processes, one at 920ºC/100MPa for 4h, and a second one at high pressure but lower temperature (HIP-HPLT) at 850ºC/200MPa for 2h. The effect of HIP on the densification, microstructure, mechanical behaviour, and fatigue properties is studied. Fatigue and fracture micromechanisms indicate that the oxygen content generated by the decomposition of the binder during the sintering processes plays a critical role in the resulting mechanical properties, reducing the ductility and fatigue life, and moving away from the behaviour obtained by other additive manufacturing techniques such as SLM.