Additive manufacturing Processing and characterization of Fe-Si soft magnetic alloys

Procédé de fabrication additive et caractérisation des alliages magnétiques doux Fe-Si Les alliages fer-silicium (Fe-Si), également appelés aciers au silicium, sont les plus largement utilisés en raison de leurs excellentes propriétés magnétiques douces et de leurs coûts économiques. Afin d'explorer et de développer de nouvelles voies pour la fabrication d'alliages Fe-Si, l'étude des microstructures et des propriétés des alliages Fe-Si SLMed à partir de poudres pré-alliées a été présentée dans ce travail. Les conclusions de ce travail sont énumérées ci-dessous.Après avoir adopté une série d'expériences et de caractérisation, sous une densité d'énergie linéaire optimale, des spécimens SLMed Fe-3Si avec une bonne rugosité de surface, une faible porosité relative, et sans fissures peuvent être obtenus. La microstructure des pièces SLMed présentait une structure colonnaire typique avec une croissance orientée dans le sens de la construction. L'alliage Fe-3wt.%Si produit par SLM présentait une seule phase Fe-bcc, une texture cubique {100}<001>, c'est-à-dire une texture <001> le long de la direction de construction (BD). L'allongement à la rupture (EL) de l'éprouvette a atteint 8,8%, la résistance à la traction moyenne (UTS) et la limite d'élasticité (YS) sont respectivement de 562 Mpa, 445 Mpa. Un mode mixte de rupture ductile et fragile est le principal mécanisme de rupture pour l'alliage SLMed Fe-3wt.%Si. Une série de traitements de recuit avec différents temps de séjour et températures de recuit ont été adoptées. Les résultats montrent qu'un recuit effectué à 1000 °C pendant 3 h, a provoqué à la place une croissance marquée des grains. Au fur et à mesure que le temps de séjour augmentait à 5h, par comparaison avec l'échantillon AT1000/3h, les grains n'ont pratiquement pas augmenté de manière significative. Les propriétés magnétiques de l'aimant SLMed Fe-3wt.%Si pourraient être considérablement améliorées, en attribuant de manière appropriée à la croissance du grain et à la libération des contraintes via la combinaison température-temps de recuit soumise.Afin d'étudier les effets de la teneur en silicium sur les microstructures et les propriétés des aciers au silicium SLMed, les pré-alliés avec des teneurs en silicium de 3,5 % en poids, 4,5 % en poids et 5,5 % en poids ont été sélectionnés. Les résultats expérimentaux ont révélé qu'avec l'augmentation de la teneur en silicium, la microségrégation du silicium dans les échantillons SLMed devient plus grave, en particulier à la limite du bain en fusion. La perméabilité maximale relative augmente avec l'augmentation de la teneur en silicium, à la fois la coercivité et les pertes de puissance diminuent avec l'augmentation de la teneur en silicium. L'induction magnétique de saturation présente une tendance légèrement décroissante tandis que la rémanence présente une tendance croissante. L'augmentation de la teneur en Si a un effet positif sur la résistance tout en endommageant la ductilité de l'acier au silicium SLMed, ce qui se traduit par la microdureté la plus élevée et l'UTS moyen le plus élevé tout en étant la moyenne la plus basse au sein de ces trois types d'aciers au silicium. La rupture fragile est le mécanisme de rupture dominant pour les trois types actuels d'aciers au silicium SLMed. Les échantillons SLMed tels que construits et recuits pour trois types d'aciers au silicium sont caractérisés par une seule phase bcc, aucune transformation de phase évidente n'est présentée pendant le traitement recuit. Le traitement recuit entraînant une croissance des grains et un soulagement des contraintes pour trois types d'aciers au silicium, en tant que tels, leurs propriétés magnétiques complètes sont également améliorées. Le comportement de recuit n'est pas considérablement modifié par les variations de la chimie de l'alliage de la teneur en Si.