权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Al合金の電子ビーム積層造形とその相変態カイネティクス

铝合金电子束增材制造及其相变动力学

基本信息

批准号：
21K03801
负责人：
青柳健大
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03801/
关键词：
Additive Manufacturing 材料組織相変態

项目摘要

本研究の目的はAl合金を対象とし電子ビーム積層造形（以下、PBF-EB）プロセスにおける、溶融凝固挙動ならびにプロセス中の相変態挙動を明らかにすることである。正常な造形試験片を得るためには、溶融条件最適化に加えて、電子ビーム照射時の粉末の飛散（以下、スモーク現象）を抑制する必要がある。本年度は、溶融条件最適化手法の検証・改良に加えて、組成を振ったAl合金粉末を用いたスモーク現象の粉末組成依存性に関して調査を行った。スモーク現象の発生しやすさは粉末の組成に依存しており、そのスモーク現象の発生しやすさの傾向は粉末電気抵抗を調べることで把握でき、電気抵抗が大きい粉末ほどスモーク現象が発生しやすかった。各粉末の表面構造をオージェ電子分析ならびに透過電子顕微鏡による断面観察により明らかにし、粉末電気抵抗の大きさが酸化被膜の組成と構造に依存していることが分かった。また、Al-Fe合金のPBF-EB造形では、機械学習を用いた条件最適化手法を用いて溶融条件を最適化することで、Al-5mass%FeとAl-10mass%Feの両方で相対密度99.9%を超える欠陥レスの造形試験片を得ることができた。得られた造形試験片の組織を調べたところ、母相が積層方向に強く配向し、微細なAl-Fe化合物相が晶出した組織となっていることが分かった。Feの濃度が大きいほど、晶出物のサイズと量が共に大きくなり、ビッカース硬さも大きくなっていることが分かった。今後、組織の溶融条件依存性を調査することで組織形成挙動を解析していく予定である。スモーク現象に関わる成果を2023年春の日本金属学会講演会で発表している。

The purpose of this study is to clarify the phase transition behavior of Al alloy in the following PBF-EB multilayer structure: It is necessary to optimize the melting conditions and suppress the scattering of powder during electron irradiation (hereinafter referred to as "scattering phenomenon"). This year, the investigation of powder composition dependence of Al alloy powder using the method of optimization of melting conditions was carried out. The occurrence of this phenomenon depends on the composition of the powder. The occurrence of this phenomenon tends to modulate the electrical resistance of the powder. The surface structure of each powder depends on the electron microscope, the electron microscope and the electron microscope. The PBF-EB model of Al-Fe alloy was optimized by mechanical learning method. The melting conditions were optimized by mechanical learning method. The phase density of Al-5mass%Fe and Al-10mass%Fe was 99.9%. The structure of the sample was adjusted to the orientation of the parent phase and the crystal structure of the fine Al-Fe compound phase. The concentration of Fe is high, the amount of crystalline matter is high, and the concentration of Fe is high. In the future, the dependence of tissue on melting conditions will be investigated. The results of this phenomenon will be presented at the Japan Metal Society Lecture in Spring 2023.