Девори тунуки Ti-6Al-4V, ки бо LPBF истеҳсол шудааст, унсури борбардори тунуки хӯлаи титан аст, ки бо усули гудозиши қабати хокаи лазерӣ қабат ба қабат сохта мешавад ва ҳангоми коҳиш ёфтани ғафсӣ аз садҳо микрометр то тақрибан сатҳи як миллиметр таъсири нисбии нуқсонҳои рӯизаминӣ ва дохилии чопӣ дар буриши умумӣ метавонад босуръат афзоиш ёбад. Tenglong Xie ва ҳамкоронаш намунаҳои кашиши Ti-6Al-4V-ро дар даҳ ғафсии гуногун аз 0,2–1,0 mm истеҳсол намуда, таъсири ғафсиро ба ҳадди ҷорӣшавӣ, мустаҳкамии ниҳоии кашиш, дарозшавӣ, режими шикаст, микросохтори мартенситии α′, нуқсонҳои рӯизаминӣ ва ковокии дохилӣ таҳқиқ карданд. Вақте ғафсӣ аз 0,2 mm ба 1,0 mm афзуд, ҳадди ҷорӣшавӣ аз 471,7 ± 19,6 MPa ба 794,1 ± 17,5 MPa, мустаҳкамии ниҳоии кашиш аз 485,2 ± 24,1 MPa ба 910,7 ± 15,6 MPa ва дарозшавӣ аз %1,2 ± 0,3 ба %8,5 ± 0,5 расид. Ҳадди тафсири таҳқиқот аз он иборат аст, ки барои ҳар як ғафсӣ танҳо се такрори озмоиши кашиш истифода шудааст ва модели нимэмпирикии таҳияшуда берун аз шароити истеҳсолӣ ва доираи ғафсии таҳқиқшуда тасдиқ нашудааст.

Тағйироти механикии дар деворҳои тунук дидашаванда танҳо бо «камтар будани мавод» шарҳ дода намешавад. Бо тунук шудани девор ламеллаҳои мартенситии α′ то андозае борик мешаванд ва аз нигоҳи назариявӣ метавонанд саҳми мустаҳкамкунанда дошта бошанд. Баръакс, ноҳамвории сатҳ, зарраҳои обнашудаи часпида, чуқуриҳои аз balling ба вуҷудомада ва ковокиҳои дохилӣ бештар намоён мешаванд. Мувофиқи натиҷаҳои манбаъ, таъсири сусткунандаи нуқсонҳо аз мустаҳкамшавии маҳдуде, ки борикшавии микросохтор таъмин мекунад, хеле калонтар аст.

Таҳқиқот барои миқдорӣ кардани ин механизм мафҳуми таносуби ғафсии самаранок \(R_e\)-ро истифода мебарад. \(R_e\) нишон медиҳад, ки аз ғафсии намоёни девор, ки аз берун чен карда мешавад, чӣ қадар воқеан аз маводи пайвастаи борбардор иборат аст. Дар ғафсии номиналии 0,2 mm ин таносуб тақрибан %72,9 буда, дар 1,0 mm ба %95,3 мерасад. Азбаски ғафсии хоси қабати нуқсондори сатҳ дар як тараф тақрибан 26,5 µm муайян шудааст, ин қабати нуқсондори дорои андозаи қариб доимӣ қисми хеле калонтари буриши девори ултратунукро фаро мегирад.

Муаллифон бо истифода аз \(R_e\) барои ҳадди ҷорӣшавӣ ва мустаҳкамии ниҳоии кашиш муодилаҳои пешгӯии нимэмпирикӣ таҳия карданд. Ҳангоми суфта ва сайқал додани намунаҳои ултратунуки 0,2–0,3 mm ва кам кардани нуқсонҳои рӯизаминӣ, ҳадди ҷорӣшавӣ тақрибан %27–39 ва мустаҳкамии ниҳоии кашиш %22–45 афзуд. Бо вуҷуди ин, дарозшавӣ ва рафтори шикасти transverse то андозае идома ёфт. Ин таҷриба нишон медиҳад, ки нуқсонҳои рӯизаминӣ ба мустаҳкамӣ таъсири қавӣ доранд, аммо пластикӣ ва режими шикаст махсусан ба нуқсонҳои дохилӣ ҳассосанд.

Масъалаи асосии таҳқиқот

Сохторҳои сабуки панҷаравии металлӣ барои ба даст овардани мустаҳкамии хоси баланд ва массаи кам метавонанд деворҳои тунук ва унсурҳои борбардори борикро истифода баранд, ки ғафсиашон аз садҳо микрометр то чанд миллиметр тағйир меёбад. Аммо арзиши мустаҳкамии мавод, ки дар намунаи ғафс чен шудааст, ба унсури хеле борики LPBF мустақиман нисбат додан бехатар нест.

Ҳангоми кам шудани ғафсии мутлақи девори тунук, ноҳамвориҳои рӯизаминӣ ва ковокиҳое, ки ҳангоми истеҳсол бо андозаи тақрибан якхела ба вуҷуд меоянд, қисми ҳарчи бештари буришро ишғол мекунанд. Дар натиҷа, ҳатто агар геометрияи номиналӣ тағйир наёбад, буриши воқеии борбардор метавонад хурд шавад ва тамаркузи маҳаллии шиддат зиёд гардад.

Гарчанде таъсири андоза дар деворҳои тунуки Ti-6Al-4V қаблан дар адабиёт таҳқиқ шудааст, қисми муҳими корҳо ба ғафсиҳои зиёда аз 0,5 mm тамаркуз кардааст. Ин таҳқиқот махсус барои ба таври таҷрибавӣ фаро гирифтани доираи 0,2–0,3 mm, ки ба ҳадди истеҳсол наздик аст, ва барои бо як параметри физикӣ пайгиришаванда кардани таъсири нуқсонҳо тарҳрезӣ шудааст.

Таъсири андоза дар деворҳои тунуки Ti-6Al-4V, ки бо LPBF истеҳсол шудаанд, чист?

Таъсири андоза дар ин таҳқиқот ин аст, ки бо вуҷуди истифодаи ҳамон хӯла ва ҳамон самти истеҳсоли LPBF, ҳангоми кам шудани ғафсии девор ҳадди ҷорӣшавӣ, мустаҳкамии ниҳоии кашиш, дарозшавӣ ва рафтори шикаст ба таври назаррас тағйир меёбанд; манбаъ сабаби асосии ин тағйиротро бо он шарҳ медиҳад, ки нуқсонҳои рӯизаминӣ ва дохилии чопӣ дар буришҳои тунук нисбатан ҳукмронтар мешаванд.

Ду механизми муқобил

Ҳангоми тунук шудани девор ду механизми муқобил пайдо мешаванд.

• Механизми мустаҳкамкунанда: то андозае борик шудани ламеллаҳои мартенситии α′ метавонад ҳаракати дислокатсияҳоро душвор кунад.
• Механизми сусткунанда: ноҳамвориҳои сатҳ, зарраҳои обнашуда, чуқуриҳои balling ва ковокиҳои дохилӣ буриши самаранокро кам карда, тамаркузи шиддатро ба вуҷуд меоранд.

Бузургии коҳиши мустаҳкамии таҷрибавӣ нишон медиҳад, ки таъсири мустаҳкамкунандаи аз борикшавии микросохтор интизоршуда наметавонад таъсири нуқсонҳоро ҷуброн кунад.

Микросохтор чӣ гуна тағйир ёфт?

Дар ташхисҳои BSE дар ҳамаи намунаҳо ламеллаҳои тунуки мартенситии α′ мушоҳида шуданд. Барои ҳар як ғафсӣ 50 ламеллаи тасодуфӣ интихобшуда чен карда шуд ва бо тунук шудани девор танҳо борикшавии маҳдуди микросохтор дида шуд.

Манбаъ ин тағйиротро механизми асосии мустаҳкамӣ намешуморад. Гарчанде ламеллаҳои бориктар аз нигоҳи назариявӣ таъсири мустаҳкамкунанда доранд, дар намунаҳои воқеӣ бо тунук шудани девор мустаҳкамӣ кам шудааст.

Таносуби ғафсии самаранок \(R_e\) чиро чен мекунад?

Таносуби ғафсии самаранок \(R_e\) ҳиссаи буриши пайваста ва воқеан борбардорро дар дохили ғафсии намоёни девори тунук, ки аз контурҳои берунии он чен мешавад, муайян мекунад; бо кам шудани \(R_e\) таъсири нисбии қабати нуқсондор ва борнабардори сатҳ ба буриши умумӣ зиёд мешавад.

Ғафсии намоён, ғафсии самаранок ва қабати нуқсондори сатҳ

Манбаъ се бузургии ғафсиро истифода мебарад:

• \(T_a\): ғафсии намоён/apparent; масофаи миёна байни контурҳои берунӣ.
• \(T_e\): ғафсии самаранок; ғафсии минтақаи пайвастаи борбардор дар дохили контури берунӣ.
• \(T_s\): ғафсии хоси қабати нуқсондори сатҳ дар як тарафи намуна.

Азбаски ду сатҳ мавҷуд аст:

\[ T_e=T_a-2T_s \]

ва таносуби ғафсии самаранок:

\[ R_e=\frac{T_e}{T_a} =1-\frac{2T_s}{T_a} \]

таъриф мешавад.

Дар ин муодила \(R_e\) беандоза аст. Агар \(T_s\) доимӣ монад ва \(T_a\) кам шавад, \(2T_s/T_a\) зиёд мешавад ва \(R_e\) коҳиш меёбад. Аз нигоҳи физикӣ, қабати ноҳамвор/нуқсондори сатҳ бо ҳамон андоза қисми калонтари буриши борбардори девори тунукро аз даст медиҳад.

Арзишҳои ченшудаи ғафсии самаранок

Дар натиҷаи мувофиқкунӣ \(T_s\) тақрибан 26,5 µm муайян шуд. Дар шароити истеҳсолии таҳқиқот ин арзиш аз ғафсии умумӣ асосан мустақил менамояд.

Ковокии дохилӣ бо ғафсӣ чӣ гуна тағйир ёфт?

Ҳангоми гузариш аз 0,3 mm ба 0,4 mm коҳиши таносуби майдони ковокӣ махсусан калон аст. Бо вуҷуди ин, арзишҳо аз буришҳои дуандоза гирифта шудаанд ва набояд ҳамчун таносуби воқеии ҳаҷмии ковокӣ дар се андоза тафсир шаванд.

Майдонҳои деформатсияи DIC механизмро чӣ гуна дастгирӣ карданд?

Дар намунаи 0,2 mm дар марҳилаи аввали боргузорӣ ҳам дар канорҳо ва ҳам дар минтақаҳои дохилӣ тамаркузи равшани деформатсия ба вуҷуд омад. Бо зиёд шудани бор, тамаркузи канорӣ бо тамаркузи аз нуқсони дохилӣ ба вуҷудомада пайваст шуда, ба шикасти transverse, ки тақрибан ба самти бор перпендикуляр буд, гузашт.

Дар намунаи 0,6 mm бошад, дар оғоз деформатсия бештар дар канорҳо ҷамъ шуд ва буриши дохилӣ якхелатар боқӣ монд. Сипас дар самти шиддати максималии буришӣ банди моили тамаркуз инкишоф ёфт ва ба рафтори бештар хоси шикасти пластикии Ti-6Al-4V табдил ёфт.

Ин муқоиса яке аз асосҳои мустақими таҷрибавии тафсири манбаъ аст, ки нуқсонҳои дохилӣ махсусан дар тағйир ёфтани механизми шикаст нақши муҳим доранд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Силсилаи намунаҳо

Ғафсиҳои номиналии таҳқиқшуда:

0,20; 0,25; 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90 ва 1,00 mm.

Барои ҳар як ғафсӣ ҳадди ақал панҷ намуна истеҳсол шудааст; се адад дар озмоиши кашиш истифода шуда, ду адад барои таҳқиқи нуқсонҳо ва микросохтор ҷудо карда шудааст.

Муаллифон n=3 такрори кашишро ҳамчун намунаи иктишофӣ тавсиф мекунанд. Аз ин рӯ, гарчанде инҳирофҳои стандартӣ дар бораи такроршавандагӣ маълумот медиҳанд, таҳқиқот барои аҳолии васеъ тақсимоти дақиқи эҳтимолиро пешниҳод намекунад.

Геометрияи намуна

Нӯгҳои нигоҳдории намунаҳои ултратунуки 0,2–0,3 mm барои кам кардани лағжиш ё осеб ҳангоми фишордиҳӣ ба таври маҳаллӣ то 0,8 mm ғафс карда шудаанд. Барои намунаҳои 0,4 mm ва ғафстар ғафсии яксон истифода шудааст.

Хокаи Ti-6Al-4V

Тақсимоти андозаи зарраҳои хокаи Ti-6Al-4V, ки бо атомизатсияи гази аргон ҳосил шудааст:

• \(D_{10}=27,0\ \mu m\)
• \(D_{50}=42,3\ \mu m\)
• \(D_{90}=56,5\ \mu m\)

Манбаъ барои таркиби кимиёвӣ %6,18 барои Al, %4,07 барои V ва %0,13 барои O гузориш медиҳад; унсури асосии боқимонда Ti аст.

Шароити истеҳсоли LPBF

Ҳамаи намунаҳо бо як самт чоп шудаанд, то таъсири самти сохт ҳамчун тағйирёбандаи омехтакунанда амал накунад. Пас аз анҷоми чоп намунаҳо дар камераи пур аз аргон табиатан то ҳарорати хона хунук карда шуда, бо эрозияи симӣ аз платформа ҷудо ва дар этанол 15 дақиқа бо ултрасадо тоза карда шудаанд.

Озмоиши кашиш ва DIC

Озмоишҳои кашиш дар мошини универсалии MTS бо суръати боргузории 0,7 mm/min анҷом дода шуданд.

Барои Коррелятсияи Рақамии Тасвир (DIC) минтақаи ченкунӣ ба ранги сафеди маттӣ ранг карда шуда, рӯи он нуқтаҳои сиёҳи тасодуфӣ бо диаметри тақрибан 0,2–0,4 mm татбиқ шуданд. Тасвирҳо бо суръати 4 fps сабт ва бо VIC-3D Version 11.2 тақсимоти ҷойивазкунӣ ва деформатсияи тамоми майдон ҳисоб карда шуданд.

Шиддати муҳандисӣ:

\[ \sigma_{eng}=\frac{F_{tensile}}{A_a} \]

ҳисоб карда шуд. Дар ин ҷо \(F_{tensile}\) қувваи кашиш ва \(A_a\) майдони буриши минтақаи ченкунӣ мебошад, ки аз ғафсӣ ва паҳноии намоён ҳисоб шудааст.

Манбаъ барои табдил ба шиддати ҳақиқӣ ва деформатсияи ҳақиқӣ:

\[ \sigma_{true}=\sigma_{eng}(1+\varepsilon_{eng}) \]

\[ \varepsilon_{true}=\ln(1+\varepsilon_{eng}) \]

муносибатҳоро истифода мебарад.

Тавсифи микросохтор

Намунаҳои металлографӣ пас аз суфта ва сайқали стандартӣ бо реагенти Kroll, ки 2 mL HF, 4 mL HNO₃ ва 94 mL H₂O дорад, каме травление карда шуданд. Тасвирбардории BSE бо микроскопи электронии сканкунандаи Thermo Scientific Scios 2 анҷом дода шуд.

Тавсифи нуқсонҳои рӯизаминӣ ва дохилӣ

Топографияи сатҳ бо микроскопи рақамии Leica DVM6 M таҳқиқ карда шуд. Аз тасвирҳои буриш контури берунӣ, ғафсии намоён ва ғафсии самаранок муайян карда шуданд.

Барои нуқсонҳои дохилӣ аз минтақаи ченкунии ҳар як ғафсӣ ду намунаи металлографӣ гирифта шуда, андозаи ковокӣ ва таносуби майдони он бо ImageJ Version 1.54 ҳисоб карда шуд.

Микроскопи рақамӣ бо ҳалли 1073 lp/mm ва калонкунии тақрибан 150–400× истифода шуд.

Натиҷаҳои асосии механикӣ

Манбаъ натиҷаҳои ҳамаи ғафсиҳои миёнаро дар Figure 5 ба таври графикӣ нишон медиҳад, аммо ҳамаи арзишҳои ададии YS, UTS ва дарозшавиро дар ҷадвали ҷудогона пешниҳод намекунад. Аз ин рӯ, Verianla арзишҳои миёнаро аз график ҳамчун рақамҳои дақиқ тавлид накардааст.

Режимҳои ултратунук ва ғафстар

0,2–0,3 mm: бо зиёд шудани ғафсӣ мустаҳкамӣ босуръат боло меравад, дарозшавӣ аз %3 кам мемонад ва шикасти кам-пластикӣ/transverse ҳукмрон менамояд.

0,4–1,0 mm: афзоиши мустаҳкамӣ сусттар мешавад; дарозшавӣ дар 0,4–0,5 mm тақрибан ба %5 ва дар 0,6 mm ва болотар аз %6 мерасад.

Сохтани модели нимэмпирикии мустаҳкамӣ

Модел таъсири нуқсонҳоро ба ду гурӯҳ ҷудо мекунад:

• Омили берунӣ: нуқсонҳои рӯизаминӣ, коэффисиенти \(\eta_s\).
• Омили дохилии якҷоя: таъсири холиси нуқсонҳои дохилӣ, тағйироти микросохторӣ, миқдори оксиген ва дигар саҳмҳои дохилӣ, коэффисиенти \(\eta_i\).

Агар мустаҳкамии назариявии маводи бенуқсон ҳамчун \(\sigma_0\) таъриф шавад:

\[ \sigma=\eta_s\eta_i\sigma_0 \]

навишта мешавад.

Ҳангоми будани ғафсии самараноки борбардор \(T_e\), бори критикӣ:

\[ F=T_eW\eta_i\sigma_0 \]

ва мустаҳкамии ҳисобшуда аз буриши намоён:

\[ \sigma= \frac{F}{T_aW} = \frac{T_e}{T_a}\eta_i\sigma_0 = R_e\eta_i\sigma_0 \]

мешавад.

Муқоисаи он бо муодилаи аввал:

\[ \eta_s=R_e \]

натиҷаро медиҳад. Дар модел коэффисиенти коҳиши мустаҳкамӣ аз нуқсонҳои рӯизаминӣ мустақиман ба таносуби ғафсии самаранок баробар қабул мешавад.

Муодилаҳои мувофиқкунии мустаҳкамӣ–\(R_e\)

Мувофиқкунии маълумоти таҷрибавӣ:

\[ \sigma_{YS}=860.3R_e^{1.8} \]

\[ \sigma_{UTS}=1025.1R_e^{2.1} \]

мебошад. Мустаҳкамиҳо бо MPa дода шудаанд ва \(R_e\) беандоза аст.

Мувофиқи ин:

\[ \eta_s=R_e,\qquad \eta_i^{YS}=R_e^{0.8},\qquad \sigma_0^{YS}=860.3\ \mathrm{MPa} \]

ва:

\[ \eta_s=R_e,\qquad \eta_i^{UTS}=R_e^{1.1},\qquad \sigma_0^{UTS}=1025.1\ \mathrm{MPa} \]

ифода шудаанд.

Ин ҷудокунӣ «таъсири софи ковокии дохилӣ» нест. \(\eta_i\) таъсири холиси якҷояи нуқсонҳои дохилӣ, микросохтор, оксиген ва дигар саҳмҳои дохилист, ки манбаъ онҳоро пурра аз ҳам ҷудо карда наметавонад.

Саҳми тахминии нуқсонҳои рӯизаминӣ

\(R_e\) дар 1,0 mm ба 0,953 баробар аст, дар 0,2 mm бошад ба 0,729 коҳиш меёбад. Манбаъ инро ҳамчун потенсиали тақрибан %23 талафи мустаҳкамӣ танҳо аз нуқсонҳои рӯизаминӣ тафсир мекунад.

Аммо коҳиши умумии мустаҳкамии ченшуда аз %40 зиёд аст. Фарқ нишон медиҳад, ки омилҳои дохилии якҷоя низ саҳми муҳими сусткунанда доранд.

Чаро сайқали сатҳ, бо вуҷуди зиёд кардани мустаҳкамӣ, пластикиро пурра барқарор накард?

Суфта ва сайқал додани сатҳ мустаҳкамиро афзоиш дод, зеро қабати ноҳамвори сатҳро, ки буриши самараноки борбардорро кам мекард, то андозаи зиёд бартараф намуд; аммо азбаски ковокиҳо ва дигар нуқсонҳои дохилии якҷоя дар дохили намуна боқӣ монданд, локализатсияи барвақтии деформатсия ва шикасти transverse идома ёфт, аз ин рӯ дарозшавӣ ва режими шикаст ба андозаи мустаҳкамӣ беҳтар нашуданд.

Тартиби коркарди сатҳ

Намунаҳои 0,2, 0,25 ва 0,3 mm мутаносибан бо қоғазҳои SiC-и 400–2000 grit бо молидани обӣ суфта, бо суспензияи 1 µm алюмина сайқал дода ва дар этанол бо ултрасадо тоза шуданд.

Ғафсиҳои намоён пас аз коркард:

• гурӯҳи 0,2 mm → 0,135 mm,
• гурӯҳи 0,25 mm → 0,171 mm,
• гурӯҳи 0,3 mm → 0,219 mm

буданд. Аз ҳар як намуна тақрибан 60 µm мавод гирифта шуд.

Ноҳамвории сатҳ

Манбаъ мегӯяд, ки арзишҳои ноҳамвории сатҳ \(R_a\) аз доираи тақрибан 6,75–8,49 µm пеш аз коркард ба доираи тақрибан 1,53–1,91 µm пас аз коркард коҳиш ёфтанд.

Натиҷаи механикии коркарди сатҳ

Мустаҳкамии намунаи 0,3 mm бо коркарди сатҳӣ ба намунаи as-built 0,5 mm наздик шуд. Бо вуҷуди ин, бинобар ковокиҳои дохилӣ дарозшавӣ паст монд ва шикаст барвақт рух дод.

Тасдиқи модел

Барои намунаҳои 0,2, 0,25 ва 0,3 mm бо коркарди сатҳӣ, инҳирофи нисбии максималӣ байни пешгӯии модели таҳияшуда ва таҷриба %4,8 нишон дода шудааст.

Манбаъ инчунин модели адабиётиро, ки қаблан барои доираи 0,5–2,5 mm таҳия шуда буд, ба доираи ултратунук татбиқ кард ва нишон дод, ки ин модел мустаҳкамии намунаҳои 0,2–0,3 mm-ро ба таври назаррас аз ҳад зиёд пешгӯӣ мекунад.

Ин муқоиса нишон медиҳад, ки муносибати эмпирикии аз деворҳои ғафстар бадастомадаро ба режими ултратунуки наздик ба ҳадди истеҳсол худкор интиқол додан мумкин нест.

Натиҷаҳои дастгиришавандаи таҳқиқот

• Дар деворҳои тунуки LPBF Ti-6Al-4V байни 0,2–1,0 mm таъсири равшани механикии андоза мавҷуд аст.
• Дар режими ултратунуки 0,2–0,3 mm мустаҳкамӣ ва пластикӣ ба нуқсонҳо махсусан ҳассосанд.
• Бо зиёд шудани ғафсӣ таносуби ғафсии самаранок боло меравад ва ковокии дохилӣ кам мешавад.
• Борикшавии микросохтор таъсири мустаҳкамкунанда дорад, аммо он аз таъсири сусткунандаи нуқсонҳо хурдтар аст.
• Мустаҳкамӣ бо таъсири муштараки омилҳои рӯизаминӣ ва дохилӣ тағйир меёбад.
• Режими шикаст ва пластикӣ махсусан бо нуқсонҳои дохилӣ алоқаманданд.
• Суфта/сайқал додани сатҳ арзишҳои YS ва UTS-и намунаҳои ултратунукро ба таври назаррас зиёд кардааст.
• Модели нимэмпирикии асосёфта ба \(R_e\) тавонист тағйири мустаҳкамиро дар шароити таҳқиқшуда шарҳ диҳад.

Натиҷаҳои дастгиринашавандаи таҳқиқот

• Нишон намедиҳад, ки модел барои ҳамаи мошинҳои LPBF ва ҳамаи параметрҳои раванди Ti-6Al-4V универсалӣ аст.
• Тасдиқ намекунад, ки ҳамон муодилаҳо барои ғафсиҳои деворӣ берун аз 0,2–1,0 mm низ эътибор доранд.
• Нишон намедиҳад, ки коэффисиенти \(\eta_i\) танҳо ковокии дохилиро чен мекунад.
• Нишон намедиҳад, ки таносубҳои дуандозаи майдони ковокӣ ба ковокии ҳаҷмии воқеии сеандоза комилан баробаранд.
• Нишон намедиҳад, ки сайқали сатҳ пластикӣ ё режими шикастро пурра ислоҳ мекунад.
• Бо се такрори озмоиши кашиш барои тамоми популятсияи истеҳсол тақсимоти дақиқи эҳтимолиро намесозад.
• Иҷрои хастагӣ, зарба ё давомнокии хизмати сохторҳои воқеии мураккаби панҷаравиро мустақим намеозмояд.

Маҳдудиятҳои асосӣ

1. Намунаи хурди кашиш: барои ҳар ғафсӣ n=3; муаллифон таҳқиқотро иктишофӣ тавсиф мекунанд.
2. Ченкунии нуқсонҳои дохилӣ: майдонҳои буриши дуандоза ҳаҷми воқеии сеандозаи ковокиро пурра намояндагӣ намекунанд.
3. Омили дохилии якҷоя: таъсири ковокии дохилӣ, микросохтор ва оксиген пурра аз ҳам ҷудо карда нашудааст.
4. Модел нимэмпирикӣ аст: коэффисиентҳои мувофиқкунӣ аз мавод ва шароити истеҳсолии худи таҳқиқот гирифта шудаанд.
5. Тасдиқи модели коркарди сатҳӣ: танҳо дар намунаҳои ултратунуки 0,2–0,3 mm анҷом шудааст.
6. Бори механикии таҳқиқшуда: таҳқиқот асосан ба рафтори кашиши монотонӣ тамаркуз мекунад; хастагӣ ва борҳои мураккаби хизматӣ чен карда нашудаанд.

Ёддошти ҳисоботии дохили манбаъ

Матни бахши нуқсонҳои дохилӣ менависад, ки ковокӣ «дар 0,25 mm аз %0,615» коҳиш ёфтааст; аммо дар Table 4-и ҳамон бахш арзиши %0,615 ба намунаи 0,2 mm ва намунаи 0,25 mm ба %0,546 нисбат дода шудааст. Verianla дар ҷадвали миқдорӣ арзишҳои Table 4-и манбаъро нигоҳ медорад ва фарқи байни ин ду баёнро пинҳон намекунад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: Size-Dependent Mechanical Properties of Additively Manufactured Ti-6Al-4V Thin Walls

Муаллифон: Tenglong Xie; Chao Ding; Peng Wang; Minghao Huang; Shenghang Xu; Zhen Wang; Huiping Tang

Муаллифи масъул: Chao Ding

Муассиса 1: Zhejiang Key Laboratory of Aerospace Metallic Materials, Hangzhou City University, Hangzhou 310015, China

Муассиса 2: School of Civil Engineering, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China

Маҷалла: Materials

Ношир: MDPI

Навъи нашр: Мақолаи таҳқиқоти таҷрибавии баррасишуда

Сабти библиографӣ: Materials, 2026, 19(10), 1945

DOI: 10.3390/ma19101945

Ирсол: 17 Март 2026

Таҷдиди назар: 28 Апрел 2026

Қабул: 5 Май 2026

Нашр: 9 Май 2026

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Калидвожаҳо: laser powder bed fusion; Ti-6Al-4V thin walls; size effect; mechanical properties; printing defects.

Тарҳи таҳқиқот: истеҳсоли намунаҳо бо ғафсиҳои гуногун тавассути LPBF, озмоиши кашиши монотонӣ, ченкунии деформатсия бо DIC, таҳлили микросохтор, тавсифи нуқсонҳои рӯизаминӣ ва дохилӣ, таҳияи модели нимэмпирикӣ ва тасдиқи механизм/модел тавассути коркарди сатҳ.

Доираи ғафсӣ: 0,2–1,0 mm; дар маҷмӯъ даҳ сатҳи ғафсӣ.

Шумораи такрори кашиш: барои ҳар ғафсӣ n=3; манбаъ онро намунаи иктишофӣ тавсиф мекунад.

Системаи истеҳсол: BLT-A300 LPBF.

Системаи кашиш: MTS universal testing machine.

DIC: сабти тасвир бо 4 fps; VIC-3D Version 11.2.

Микросохтор: тасвирбардории BSE бо Thermo Scientific Scios 2.

Тасвирбардории нуқсонҳои рӯизаминӣ/дохилӣ: микроскопи рақамии Leica DVM6 M; 1073 lp/mm; тақрибан 150–400×.

Таҳлили ковокӣ: ImageJ Version 1.54.

Тағйирёбандаи асосии модел: \(R_e=T_e/T_a\).

Модели асосии YS: \(\sigma_{YS}=860.3R_e^{1.8}\).

Модели асосии UTS: \(\sigma_{UTS}=1025.1R_e^{2.1}\).

Тасдиқи коркарди сатҳӣ: 0,2–0,3 mm; инҳирофи нисбии максималии пешгӯӣ %4,8.

Supplementary Material: Figure S1, ки минтақаҳои ченкунии ламеллаҳои α′-ро нишон медиҳад, ва Table S1, ки андозаҳои ламеллаҳои α′-ро дар ғафсиҳои гуногун дар бар мегирад.

Маблағгузорӣ: National Natural Science Foundation of China, No. U24A20103.

Дастрасии маълумот: гуфта шудааст, ки саҳмҳои аслӣ дар мақола ва Supplementary Material мавҷуданд; саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул ирсол шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди манфиатҳоро гузориш накардаанд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Chao Ding ва Huiping Tang; методология Chao Ding; тасдиқ Minghao Huang, Shenghang Xu ва Zhen Wang; таҳлили формалӣ ва таҳқиқот Tenglong Xie; захираҳо Peng Wang; коркарди маълумот Peng Wang, Minghao Huang ва Shenghang Xu; тарҳи аввал Tenglong Xie; бозбинӣ/таҳрир Chao Ding, Minghao Huang, Shenghang Xu, Zhen Wang ва Huiping Tang; визуализатсия Peng Wang; назорат Chao Ding, Zhen Wang ва Huiping Tang; гирифтани маблағ Huiping Tang.

Ҳадди асосии тафсир: Натиҷаҳои таҷрибавӣ бо як маҷмӯи параметрҳои раванди LPBF ва шумораи ками такрорҳо ба даст омадаанд. Манбаъ тасдиқ намекунад, ки модел дар шароити гуногуни истеҳсол бе калибркунии дубора истифода бурда мешавад.

Ёддошти ковокии дохили манбаъ: Матн ва Table 4 арзиши %0,615-ро ба ғафсиҳои гуногун нисбат медиҳанд; дар Table 4 ин арзиш дар сатри 0,2 mm аст.

Азнавкашии визуалӣ: ҷараёни таҳқиқот, геометрияи ғафсии намоён/самаранок, робитаи \(R_e\)–ковокӣ, муқоисаи механизми DIC, модели \(R_e\)–мустаҳкамӣ ва тасдиқи модели коркарди сатҳӣ барои азнавкашӣ дар Verianla мувофиқанд.

Мувофиқати Verianla Live: барои Live Process, Live Equation, Live Data, Live Compare ва source-derived Live Figure мувофиқ аст. Симулятсияи озоди корбар, ки бо ворид кардани параметри нави LPBF берун аз маълумоти манбаъ пешгӯии мустаҳкамӣ тавлид мекунад, мувофиқ нест.