מאמר שיטה

פרוטוקול סטנדרטי להפקדת מתכת לייזר להערכה טריבולוגית של קומפוזיטים קרמיים עם TI6Al4V

124 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/70083

⸱

29 במאי 2026

 ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Durban University of Technology, 2Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Cape Peninsula University of Technology

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מתקן את הפקדת מתכות הלייזר לייצור קומפוזיטים קרמיים שעברו שינוי קרמי, TI6Al4V, מחוזקים ב-B₄C ו-BN. הוא משלב שקיעה מבוקרת, אפיון מיקרו-מבני, בדיקת קשיות והערכת שחיקה יבשה כדי לקשר באופן שיטתי בין קלט אנרגיית הלייזר לשימור חיזוק וביצועים טריבולוגיים.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר שיטת שיטת שיקוע מתכות לייזר ליצירת קומפוזיטים של מטריצת טיטניום-6אלומיניום-4ונדיום (TI6Al4V) מותאמים, מחוזקים בקרביד בורון וניטריד בורון, לשיפור הקשיות ועמידות הבלאי. הגישה כוללת קידום היווצרות פאזה במקום תוך שמירה על חלקיקים קרמיים חלקית לא מותכים לחיזוק יעיל. התהליך משלב אינטראקציה מבוקרת בין לייזר לחומר כדי לאפשר תגובות כימיות ולשימור פאזות קרמיות בתוך מטריצת הטיטניום. ייצור קומפוזיט מתבצע באמצעות מערכת שיקוע באנרגיה מכוונת (DED) לייזר לשיקום מתכת (LMD) עם מנגנון הזנה קואקסיאלי לאבקה להעברת אבקה אחידה ולשיפור יציבות בריכת ההתכה. שיטה זו מאפשרת התפתחות מיקרו-מבנית מותאמת אישית באמצעות חיזוק מונע תגובה וחיזוק חלקיקים. בניגוד לטכניקות הנדסת פני שטח מסורתיות, שיטה זו מציעה קישור מטלורגי, שליטה קומפוזיציונית במהלך השקיעה, ומניפולציה מיקרוסטרוקטורלית באמצעות התאמת קלט אנרגיה. שכבות קומפוזיט יוצרו בהספק של 1400 וואט ו-2000 וואט עם מהירות סריקה וקצב האבקה קבועים. בדיקות מיקרוקשיות (HV0.5) ו-ASTM G99 נערכו בעומסים של 15 ניוטון ו-25 ניוטון. דגימות שיוצרו בהספק של 1400 וואט הציגו קשיות ממוצעת גבוהה יותר ונפח שחיקה נמוך יותר מאשר אלו שיוצרו ב-2000 וואט. הפרוטוקול קובע גישה שיטתית סטנדרטית לקשר בין צפיפות אנרגיית הלייזר לשימור חיזוק, פיתוח מיקרו-מבנה וביצועים טריבולוגיים.

מבוא

ייצור תוספתי הוא שיטה עוצמתית ליצירת סגסוגות וחומרים מבוססי טיטניום עם מיקרו-מבנים ותכונות מכניות מותאמות אישית 1,2. הפקדת מתכות בלייזר (LMD) והפקדת מתכות לייזר סלקטיבית (SLMD) הן תהליכי הפקדה באנרגיה מכוונת המאפשרים העברה מדויקת של אבקות מתכתיות או מרוכבות לבריכת מותכת לייזר לייצור שכבה אחר שכבה וקישור למצע. טיטניום–6אלומיניום–4ונדיום (TI6Al4V) נותר אחת מסגסוגות הטיטניום הנפוצות ביותר בתעופה, ביו-רפואה ויישומים תעשייתיים, בזכות חוזקו הסגולי הגבוה, עמידותו לקורוזיה ותאימותביולוגית 3–5. עם זאת, למרות התכונות המכניות המועדפות שלו, TI6Al4V מציג קשיחות בינונית ועמידות בלאי יחסית נמוכה בתנאי מגעמחליקים 6,7.

מחקרים קודמים שהשתמשו בהפקדת מתכות בלייזר ותהליכי שיקוע אנרגיה מכוונת קשורים הראו שפרמטרי עיבוד לייזר משפיעים מאוד על מיקרומבנה, יצירת פאזה והתנהגות מכנית 8,9. אסטרטגיות הנדסת פני שטח, כולל טיפול בלייזר10, ניטרידינג, ציפויים וציפוי לייזר קונבנציונלי 11,12,13,14,15,16, שימשו גם הן לשיפור קשיות פני השטח ועמידות בפני השטח. עם זאת, טיפולים מבוססי דיפוזיה בדרך כלל מניבים שכבות דקות ומותאמות עם יכולת נשיאת עומס מוגבלת, בעוד שציפויים מחוברים מכנית עלולים להיות רגישים לסדק או להתפרקות תחת מאמצי מגע גבוהים. בנוסף, מחקרי עיבוד לייזר רבים מדווחים על שיפור בביצועי קשיות או שחיקה מבלי לספק הנחיות פרוצדורליות מפורטות המקשרות בין פרמטרי הלייזר לשימור חיזוק, התפתחות פאזה ותגובה טריבולוגית. מגבלות אלו מגבילות את השימוש בו ברכיבים החשופים לחיכוך חמור, עומס מגע חוזר או סביבות שוחקות17.

LMD מציעה יתרונות על פני מערכות ערוגת אבקה, כגון גמישות בהרכב חומרי הגלם, הוספת חיזוק מקומית ושליטה בזמן אמת על קלט אנרגיה, מה שהופך אותה לאידיאלית ליצירת משטחים מותאמים פונקציונלית וחומרים מרוכבים של מטריצתמתכת 18,19,20,21,22,23. איור 1 ממחיש סקירה של תהליך הפקדת מתכות בלייזר (LMD) המראה אספקת אבקה קואקסיאלית, יצירת בריכת התכה, אזור מצופה, אזור היתוך ואזור מושפע מחום עם 50% מסילות חופפות. הפרוטוקול המוצג כאן מתמודד עם פער זה על ידי מתן שיטה ניתנת לשחזור לייצור קומפוזיטים של מטריצת טיטניום מותאמים באמצעות הפקדת מתכת בלייזר וקישור שיטתי בין קלט אנרגיית הלייזר להתפתחות מיקרוסטרוקטורקטורלית והתנהגות שחיקה. תהליך העבודה משלב הכנת אבקה, שיקוע בלייזר, אפיון מיקרו-מבני, בדיקות קשיות והערכה טריבולוגית. על ידי שליטה בעוצמת הלייזר במהלך ההפקדה, השיטה מאפשרת התאמה של דינמיקת בריכות ההתכה, דילול, פירוק חיזוק ויצירת פאזה במקום, המשפיעים יחד על קשיות וביצועי שחיקה. איור 2 ממחיש מנגנוני שחיקה דומיננטיים הנצפים בדרך כלל במונוליתית TI6Al4V, ומספק הקשר להערכת מערכות מחוזקות.

אסטרטגיות חיזוק מותאמות הראו הבטחה לשיפור התכונות המכאניות והטריבולוגיות של סגסוגות טיטניום על ידי שילוב מספר שלבים קרמיים 23,24,25. בפרוטוקול זה, קרביד בורון (B₄C) וניטריד בורון (BN) משולבים כחיזוקים במהלך הצטברות מתכות בלייזר. קרביד בורון מספק קשיחות פנימית גבוהה ומקדם היווצרות קרביד טיטניום (TiC) במקום במהלך עיבוד לייזר, בעוד שניטריד בורון תורם להיווצרות ניטריד טיטניום (TiN) ועלול להעניק השפעות סיכה מוצקות במהלך החלקה 26,27,28. בהשוואה לציפויים ניטרידיים וקונבנציונליים, הגישה הנוכחית מבוססת לייזר מייצרת שכבה מחוזקת מחוברת מתכתית במקום שכבת שטח מוגבלת דיפוזיה או מודבקת מכנית. בניגוד לתהליכי חיפוי מסורתיים, שילוב חיזוק ויצירת פאזה מתרחשים במקום. וניתן לשלוט בהם ישירות על ידי כוונון עוצמת הלייזר, מה שמאפשר הערכה שיטתית של התפתחות מיקרו-מבנית ותגובה טריבולוגית 28,29. בחירת עוצמת הלייזר היא קריטית במיוחד, שכן היא שולטת בטמפרטורת בריכת ההתכה, המסה של חיזוק, יצירת נקבוביות והתפתחות מאמץ שאריתי30,31. הכנסת התגבורות הללו במקביל מאפשרת חיזוק ושינוי חיכוך משולב בתוך שכבת הקומפוזיט 32,33,34 שהושקעה.

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לאפשר לחוקרים ולתעשייה לייצר קומפוזיטים מותאמים של מטריצת TI6Al4Vבאמצעות שיקוע מתכות בלייזר, ולהעריך כמותית כיצד שינויים מבוקרים בעוצמת הלייזר משפיעים על מיקרומבנה, קשיות והתנהגות שחיקה. שיטה זו מתאימה לחוקרים השואפים לשפר את ביצועי פני השטח של סגסוגות טיטניום לרכיבי תעופה וחלל, שתלים ביו-רפואיים ומערכות החלקה בעומס גבוה שדורשות קשיחות מוגברת ועמידות לשחיקה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הכנת חומרים (טבלת חומרים)

  1. הכינו תת-קרקעי TI6Al4V
    1. חותכים לוחות TI6Al4Vלמידות של 102 מ"מ × 102 מ"מ × 7 מ"מ באמצעות מכונת חיתוך מדויקת ושוחקת.
    2. לטחון את משטחי המצע ברצף באמצעות ניירות סיליקון קרביד (SiC) של 240, 400, 600 ו-800 גריט במים זורמים כדי להסיר תחמוצות וסימני עיבוד.
    3. הפיצוץ חול על המשטחים באמצעות חלקיקי אלומינה של 120 מיקרון בעוצמה של 0.4 מגה-פסקל למשך 60 שניות כדי להגדיל את מחוספסות פני השטח.
    4. נקה את הסובסטרטים באצטון במשך 10 דקות באמצעות ערבוב אולטרסוני.
    5. ייבשו את המצע עם אוויר דחוס.
    6. אחסן את המצעות הנקיים במייבש עד לשקיעה.
  2. הכנת אבקת קומפוזיט היברידית (אסטרטגיית הזנה בשלוש אבקות)
    1. משקל גז של אבקת TI6Al4וולט (15–53 מיקרון), אבקת בורון קרביד (B₄C) (5–20 מיקרון), ואבקת ניטריד בורון משושה (BN) (1–10 מיקרון) בהתאם לשבר המשקל הרצוי.
    2. חבר מערכת הזנה עם מיכל שלישי .
    3. טען את אבקת החומרים המורכבים המעורבבת למערכת הזנה עם שלושה מיכלים.
    4. הגדר את קצב ההזנה הכולל של האבקה ל-10 גרם לדקה לצורך הפקדה.

2. ייצור קומפוזיט באמצעות הפקדת מתכת בלייזר

אזהרה: הצטברות מתכת בלייזר משתמשת בקרינה לייזר בעוצמה גבוהה ובמתכת מותכת. המפעילים חייבים ללבוש משקפי בטיחות בלייזר וביגוד מגן. הפעל את המערכת בסביבה מבוקרת עם אוורור נכון.

  1. הגדר את מערכת ההפקדה של הלייזר
    1. השתמש במערכת לייזר לשיקום מתכת (LMD) המצוידת בלייזר סיבים בעוצמה גבוהה ובפיית העברת אבקה קואקסיאלית.
    2. התקן היטב את מצע TI6Al4V על פלטפורמת הבנייה.
    3. הקמת מיגון ארגון ב-15 ליטר לדקה כדי למנוע חמצון במהלך העיבוד.
    4. כוון את קוטר נקודת הלייזר ל-2.5 מ"מ.
    5. הגדר את מהירות הסריקה ל-1.0 מ'/דקה.
  2. שכבת המשקעים המורכבת
    1. הגדר את עוצמת הלייזר ל-1400 וואט.
    2. העבירו את אבקת החומר המרוכב בקצב של 10 גרם לדקה דרך שלושה מזינים קואקסיאליים עם הופרים.
    3. מרח שכבת חיפוי עם חפיפה של 50% בין המסלולים.
    4. שמרו על מרחק עמידה קבוע וזרימת אבק שריפה עקבית לאורך כל תקופת ההפקדה.
    5. אפשר לדגימות שהופקדו להתקרר באופן טבעי לטמפרטורת החדר תחת מיגון ארגון רציף.

3. הכנת דגימות מטלוגרפיות

זהירות: חומצה הידרופלואורית (HF) היא חומר קורוזיבי ורעיל מאוד, וכל פסולת המכילה HF חייבת להיות מנוטרלת ולהיפנות בהתאם לפרוטוקולי בטיחות מוסדיים לבטיחות כימית מסוכנת.

  1. בצע את כל הליכי החריטה בתוך מכסה אדים כימי מוסמך.
    1. לבשו כפפות עמידות לחומצה, מגן פנים וחלוק מעבדה במהלך הטיפול.
    2. טבלו את הדגימה המלוטשת במגיב למשך 10–15 שניות.
    3. שטוף מיד במים מזוקקים.
    4. ייבשו באוויר חם.
  2. דגימות מחתך ומרכבה
    1. חתך את הדגימות המיוצרים בניצב לכיוון החיפוי באמצעות חותך מדויק.
    2. הרכיבו את החלקים בשרף הרכבה מוליך.
  3. טחינה וליטוש דגימות
    1. טחנו את הדגימות המותקנות ברצף באמצעות ניירות SiC של 240, 400, 600, 800 ו-1200.
    2. לטש את הדגימות באמצעות מתלים יהלום של 6 מיקרון, 3 מיקרון ו-1 מיקרון.
    3. שטוף את הדגימות המלוטשות באתנול.
    4. ייבשו את הדגימות באמצעות אוויר חם.
  4. דגימות חריטה
    1. הכינו את התגובה של קרול על ידי ערבוב 2 מ"ל חומצה הידרופלואורית, 6 מ"ל חומצה חנקתית ו-92 מ"ל מים מזוקקים.

4. ביצוע אפיון מיקרוסטרוקטוריאלי ופאזה

  1. הנהל מיקרוסקופיה אופטית.
    1. בדקו את הדגימות החרוטות באמצעות מיקרוסקופ אופטי.
    2. זהה את אזור הציפוי, אזור ההיתוך והאזור המושפע מהחום.
  2. ביצוע מיקרוסקופיה אלקטרונית סורק (SEM)
    1. הפעל את מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק במתח מואץ של 15–20 קילו-וולט.
    2. לנתח התפלגות חיזוק, קשרי פנים ותכונות מיקרוסטרוקטוריאליות.
  3. ביצוע דיפרקציית רנטגן (XRD)
    1. בצע XRD באמצעות קרינת Cu-Kα (λ = 1.5406 Å).
    2. סריקה בטווח של 2θ של 20°–90° עם גודל צעד של 0.02°.
    3. זהה שלבים באמצעות מסדי נתונים סטנדרטיים של דיפרקציה.

5. למדוד מיקרו-קשיחות

  1. כייל את בודק המיקרוקשיחות של ויקרס לפני הבדיקה.
  2. בצע בדיקת קשיות ויקרס באמצעות עומס של 500 גרם שהוחל למשך 15 שניות. מדוד בחמש נקודות שוות מרחקים על פני החתך המכוסה.
  3. בצע לפחות חמישה שקעים לאורך קו המרכז של הציפוי.
  4. שמור על מרווח מינימלי של פי שלושה מהאלכסון של הזחיטה בין השקעות סמוכות.
  5. חשב ודווח על ערך הקשיות הממוצע.

6. ביצוע בדיקות שחיקה יבשות בהחלקה

  1. השתמשו בטריבומטר כדור על דיסק מהיר.
  2. בחר גוף מונה טונגסטן קרביד בקוטר 6 מ"מ.
  3. הפעילו עומס רגיל של 15 ניוטון.
  4. הגדר את מהירות ההחלקה ל-0.1 מ"ש.
  5. שמור על רדיוס מסלול שחיקה של 5 מ"מ.
  6. בצע את הבדיקה למרחק החלקה כולל של 1000 מטר בתנאים יבשים בטמפרטורת החדר.
  7. רשום את מקדם החיכוך ברציפות במהלך הבדיקה.
  8. מדדו את מידות מסלול השחיקה באמצעות SEM ופרופילומטריית פני שטח.
  9. חשב נפח שחיקה וקצב שחיקה באמצעות יחסים גאומטריים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

אפיון מיקרוסטרוקטוריאלי
הפקדת מתכת בלייזר יצרה שכבות חיפוי רציפות הקשורות מטלורגית למצעי TI6Al4V בתדרים של 1400 וואט ו-2000 וואט. איור 3 מציג מיקרוגרף SEM מייצג של ההיבריד TI6Al4V+ B₄C + BN קומפוזיט שיוצר בעוצמה של 2000 W. נצפו אזורים מובחנים של חיפוי, היתוך וחום (HAZ). ה-HAZ הציג מבנים מרטנסיטיים אקיקולריים. חלקיקי חיזוק התפזרו בתוך המטריצה, וחלקיקי קרמיקה חלקית לא מותכים נראו באזור השקוע. גם ח...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

פרוטוקול זה מדגים את השפעת עוצמת הלייזר על מיקרו-מבנה, יצירת פאזה, קשיחות וביצועי שחיקה בחומרים מרוכבים TI6Al4V שעברו חיזוק בקרביד בורון וניטריד בורון. הדגימה שיוצרה בהספק של 1400 וואט הציגה קשיות ממוצעת של 572.0 ± SD HV0.5 (n = 5), לעומת 538.2 ±SD HV0.5 (n = 5) ב-2000 וואט, המקביל לעלייה של כ-6% בקשיות בעוצמת לייזר נמוכה יותר. שני הציפויים המחוזקים עלו משמעותית על טווח הקשיות הטיפוסי של TI6Al4V מונוליתי (≈320–400 HV0...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין ניגודי עניינים הקשורים לעבודה זו ולא השתמשו בכלי כתיבה מבוסס בינה מלאכותית.

תודות

המחברים מודים בהכרת תודה על התמיכה של אוניברסיטת הטכנולוגיה של דרבן.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
סגסוגת Ti-6Al-4V (מצע)Ti– 6 משקל אחוז אל&נדש; 4 משקל אחוז Vפלטה (102 & 102 & 7 מ"מ)מצע בסיס להצטברות מתכת בלייזר
אבקת Ti-6Al-4VTi&ndash מגז-אטום; 6Al– 4V15– 53 ומיקרו; אבקת Mחומר מטריצה לחיפוי מרוכב
בורון קרביד (B4C)קרמיקה B4C5– 20 ומיקרו; אבקת Mתגבורת עיקרית חזקה; משפר קשיחות ועמידות לשחיקה
בורון ניטריד משושה (BN)קרמיקה h-BN1– 10 ומיקרו; אבקת Mחיזוק משני; זיקוק גרעין והפחתת שחיקה
תערובת אבקה מרוכבת3.8 משקל % Ti-6Al-4V + 0.1 משקל % B4C + 0.1 משקל % BNאבקה הומוגנית מעורבבתחומר גלם למטריצה היברידית TI6Al4V קומפוזיט
מיגון / גז נשאארגון (טוהר 99.99%)גזמונע חמצון במהלך הפקדת לייזר
חומר נגד גוףקרבייד טונגסטן (WC)כדור בקוטר 6 מ"ממשטח נגד לבדיקות שחיקה יבשה להחלקה יבשה
מדיה שוחקתקרבייד סיליקון (SiC)240– 1200 עבודות גריטטחינה והכנת פני השטח
Sandblasting Mediaאלומינה (Al2O3)~120 ומיקרו; m חלקיקיםחיסוק פני השטח לפני השקיעה
סוכן בקרת תהליכיםאתנולנוזלמונע הצטברות אבקה במהלך טחינת כדורים
אטצ'נטקרול' s Reagent (HF + HNO3 + H2O)תמיסה כימיתחושף מיקרו-מבנה לניתוח מטלוגרפי

מקורות

  1. Shi, Y., Gong, S., Xu, H., Wang, Z., Yang, G., et al. Alloying strategies for additive manufacturing of Ti-6Al-4V-based alloys, composites, and functionally graded materials: microstructure and phase evolution of intra- and inter-layer. J. Mater. Res. Technol. 27, 6225-6263 (2023).
  2. Aufa, A. N., Hassan, M. Z., Ismail, Z., Ramlie, F., Jamaludin, K. R., et al. Current trends in additive manufacturing of selective laser melting for biomedical implant applications. J. Mater. Res. Technol. 31, 213-243 (2024).
  3. Zhang, L. C., Attar, H. Selective laser melting of titanium alloys and titanium matrix composites for biomedical applications: a review. Adv. Eng. Mater. 18 (4), 463-475 (2016).
  4. Dasgupta, S., Singh, Y. P. Additive manufacturing techniques used for preparation of scaffolds in bone repair and regeneration. Adv. Addit. Manuf. Artif. Intell. Nature-Inspired Biomanuf. , 103-127 (2023).
  5. Marin, E., Lanzutti, A. Biomedical applications of titanium alloys: A comprehensive review. Materials. 17 (1), 114(2024).
  6. Revankar, G. D., Shetty, R., Rao, S. S., Gaitonde, V. N. Wear resistance enhancement of titanium alloy (Ti-6Al-4V) by ball burnishing process. J. Mater. Res. Technol. 6 (1), 13-32 (2017).
  7. Ramezani, M., Ripin, Z. M., Pasang, T., Jiang, C. P. Surface engineering of metals: Techniques, characterizations, and applications. Metals. 13 (7), 1299(2023).
  8. Rafi, H. K., Nadimpalli, K., Gong, H., Starr, T. L. Microstructures and mechanical properties of Ti-6Al-4V parts fabricated by selective laser melting and electron beam melting. J. Mater. Eng. Perform. 22 (12), 3872-3883 (2013).
  9. Luo, Y., Wang, M., Zhu, J., Tu, J., Jiao, S. Microstructure and corrosion resistance of Ti-6Al-4V manufactured by laser powder bed fusion. Metals. 13 (3), 496(2023).
  10. Das, B., Srivastava, S. K., Manna, I., Majumdar, J. D. Mechanically tailored surface of titanium-based alloy (Ti-6Al-4V) by laser surface treatment. Surf. Coat. Technol. 479, 130560(2024).
  11. Eryilmaz, O. L., Blau, P. J. Surface engineering to improve the durability and lubricity of Ti-6Al-4V alloy. Wear. 271 (9-10), 2006-2015 (2011).
  12. Xi, F., Zhang, X., Jiang, X., Kang, Y., Wen, X., et al. Growth mechanism of oxide layer on Ti-6Al-4V substrate with different surface topographies during early-stage micro-arc oxidation. Surf. Coat. Technol. 467, 129685(2023).
  13. Liu, G., Liang, B., Ding, Z. Effect of oxidation temperature on surface oxide film structure and corrosion resistance of 50 steel. Heliyon. 10 (22), e40499(2024).
  14. Badea, L., Surand, M., Ruau, J., Viguier, B. Creep behavior of Ti-6Al-4V from 450 °C to 600 °C. 2015. HAL Open Archive. , (2015).
  15. Ganesan, K., Rao, S. R. K., Rao, T. S., Rohit, V. Corrosion-assisted fatigue crack growth behaviour of AA 7075-T651 friction stir welded joints. Def. Technol. 51, 80-96 (2025).
  16. Feng, M., Ma, Y., Tian, Y., Cao, H. Microstructure and wear resistance of Ti-6Al-4V titanium alloy laser-clad Ni60/WC composite coating. Materials. 17 (1), 264(2024).
  17. Isaka, M., Takebe, H., Kawakami, A., Takahashi, K. Applications of titanium for the automotive sector. Nippon Steel Tech. Rep. 128, 1-9 (2022).
  18. Alparslan, C., Yentimur, M. F., Kütük-Sert, T., Bayraktar, ş Additive manufactured engineering materials for enhanced road safety and transportation applications. Polymers. 17 (7), 877(2025).
  19. Jian, S., Wang, J., Xu, D., Ma, R., Huang, C., et al. Gradient microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V fabricated by high-frequency induction quenching. Mater. Des. 222, 111031(2022).
  20. Hoque, M. A., Yao, C. -W., Khanal, M. Tribocorrosion behavior of micro/nanoscale surface coatings. Sensors. 22 (24), 9974(2022).
  21. Zhang, M., Zhu, C., Zhao, X., Huang, Y., Wang, S. Oil-lubricated fretting wear behavior of Ti-6Al-4V alloy affected by micro-shot peening. Wear. 548–549, 205386(2024).
  22. Rundora, N. R., Klenam, D. E. P., Polat, S., Mathabathe, N. M., van der Merwe, J., et al. Dry sliding wear behavior of experimental low-cost titanium alloys. Tribol. Trans. 67 (3), 1-12 (2024).
  23. Zhang, B., Zhang, F., Saba, F., Shang, C. Graphene–TiC hybrid reinforced titanium matrix composites with 3D network architecture. J. Alloys Compd. 859, 157777(2021).
  24. Han, W., Xu, D., Min, J., Guo, Y., Dai, G., et al. Influence of WC particle size on microstructural evolution and wear behavior of laser-cladded WC/Ti-6Al-4V coatings. Ceram. Int. 51 (25), 47119-47131 (2025).
  25. Kim, K. Y., Kim, J. H., Yun, D. W., Narayana, P. L., Kim, J. H., et al. Enhancing mechanical properties and corrosion resistance of commercially pure titanium using tungsten carbide composites fabricated via additive manufacturing. J. Mater. Res. Technol. 27, 5070-5081 (2023).
  26. Kim, K., Kang, N., Kang, M., Kim, C. Assessment of heat-affected zone softening of hot-press-formed steel over 2.0 GPa tensile strength with bead-on-plate laser welding. Appl. Sci. 11, 5774(2021).
  27. Fouvry, S., Arnaud, P., Mignot, P., Neubauer, A. Contact size, frequency, and cyclic normal force effects on Ti-6Al-4V fretting wear processes. Tribol. Int. 113, 460-473 (2017).
  28. Chen, Q., Zhang, J., Huang, A., Wei, P. Wear resistance of Ti-6Al-4V alloy composite coating prepared by laser alloying. Appl. Sci. 11 (1), 446(2021).
  29. Weng, F., Yu, H., Chen, C., Liu, J., Zhao, L., et al. Effects of process parameters on microstructure evolution and wear properties of laser cladding coatings on Ti-6Al-4V alloy. J. Alloys Compd. 692, 989-996 (2017).
  30. Sola, A., Nouri, A. Microstructural porosity in additive manufacturing: Formation and detection of pores in powder bed fusion metals. Adv. Mater. Process. 2, e10021(2019).
  31. Ochonogor, O. F. Development of Ti-6Al-4V-based metal matrix hybrid composites using laser metal deposition. [PhD Thesis]. 2018, University of Johannesburg. (2018).
  32. Reza, M., Levine, A. T., Xie, M., Wood, B. E., Young, M. T., et al. Tungsten tetraboride: An inexpensive superhard material. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (27), 10958-10962 (2011).
  33. Silva, S. N. M., Silva, A. L. D., Almeida, M. G., Barbosa, G. S. Cubic boron nitride competing with diamond as a superhard engineering material: An overview. J. Mater. Res. Technol. 2 (1), 68-74 (2013).
  34. Ménard, C. M. Microstructure model for Ti-6Al-4V used in simulation of additive manufacturing. [PhD Thesis]. , Luleå University of Technology. (2016).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים