Fatigue Assessment of Ti–6Al–4V Circular Notched Specimens Produced by Selective Laser Melting

Abstract

This work is aimed to assess the fatigue strength of Ti–6Al–4V smooth and circular notched samples produced by selective laser melting (SLM). Scanning electron microscopy have been used to investigate the fracture surface of the broken samples in order to identify crack initiation points and fracture mechanisms. Despite the observed fatigue strength reduction induced by circular notch compared to that of sooth specimens, notched samples showed a very low notch sensitivity attributed both to hexagonal crystal lattice characteristics of tempered alpha prime grains and to surface defects induced by the SLM process itself.

Досліджується міцність від утомленості плоских зразків (гладкі і з двосторонніми напівкруглими вирізами) зі сплаву Ті–6Al–4V, які виготовлено за технологією вибірної лазерної плавки. Для ідентифікації місця зародження тріщини від утомленості та механізму руйнування фрактограми зруйнованих зразків досліджувались методом сканувальної електронної мікроскопії. Установлено, що міцність від утомленості зразків із концентратором напружень у вигляді двосторонніх напівкруглих вирізів трохи нижча, аніж гладких зразків. Показано, що чутливість даного матеріалу до концентрації напружень дуже низька через специфіку гексагональної кристалічної решітки загартованих первинних альфа-зерен і технологічних поверхневих дефектів, характерних для вибірної лазерної плавки.

Исследуется усталостная прочность плоских образцов (гладкие и с двухсторонними полукруглыми вырезами) из сплава Ti–6Al–4V, изготовленных по технологии избирательной лазерной плавки. Для идентификации мест зарождения усталостной трещины и механизма разрушения фрактограммы разрушенных образцов исследовались методом сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что усталостная прочность образцов с концентратором напряжений в виде двухсторонних полукруглых вырезов незначительно ниже, чем гладких образцов. Показано, что чувствительность данного материала к концентрации напряжений очень низкая из-за специфики гексагональной кристаллической решетки закаленных первичных альфа-зерен и технологических поверхностных дефектов, характерных для избирательной лазерной плавки.