크레이지 슬롯 2020- 샌디에고 캘리포니아
크레이지 슬롯 (Minerals, Metals and Materials Society) 연례 회의는 올해 캘리포니아 샌디에고에서 열렸습니다. 자료 및 제조 과학 부서의 일부 교직원과 학생들은 회의에 참석하여 현재 연구 프로젝트에 대한 프레젠테이션을 제공 할 수있었습니다.
DR. Brajendra Mishra는 지난 회장 겸 크레이지 슬롯 재단 관리위원회로 회의에 참석했습니다. 이 외에도 Mishra는 WPI 동문 및 게스트 리셉션을 조직했습니다
교수. Diana Lados는 크레이지 슬롯 2020 컨퍼런스에서 Acta Materialia Silver Medal Award와 함께 인정을 받았으며, 이는 경력의 한가운데서 지도자들의 상당한 과학적 기여와 리더십을 존중하고 인정했습니다. 이 상을 수상한 Lados 교수는 Acta Meterialia Silver Medal 강의를 발표했습니다.
올해 회의에 참석할 수있는 교수진과 학생들 중 일부.
프레젠테이션 :
발표자 : Diana Lados
제목 : 산업 4.0 (Acta Materialia Silver Medal 강의)의 맥락에서 통합 재료 설계 및 첨가제 제조
Abstract : 통합 재료 설계 접근 방식, 재료 정보학 및 기계 학습을 활용하여 개념화와 상용화 사이의 격차가 크게 줄어들 수있는 시대로 재료 제조가 진행되고 있습니다. 3D 모델에서 직접 복잡한 형상을 갖는 부품을 제조 할 수있는 첨가제 제조 (AM)는이 새로운 설계 및 제조 시대의 주요 원동력입니다. 산업 4.0 기능을 완전히 개발하기 위해 AM의 분야는 데이터 중심의 재료 설계 및 제조 접근 방식에 사용될 다중 규모 모델링 도구뿐만 아니라 포괄적이고 잘 정화 된 처리 마이크로 구조화 지식 및 데이터베이스를 개발하는 데 중점을 둔 중요한 크레이지 슬롯 노력을보고 있습니다. 고 통혈 응용 분야에서 채택을 위해 개발되어 평가되고있는 많은 금속 AM 프로세스가 있습니다. 이러한 맥락에서, 빠른 재료 특성화 및 피로 성능을위한 프로세스 최적화를위한 효과적인 방법론에 중점을 둔 구조 AM 재료의 자격에 대한 기회가 논의 될 것이다..
발표자 : Ankaksha Gupta
제목 : 금속 기판에서 코팅 제거 기술 검토
어드바이저 : Dr. Brajendra Mishra
초록 : 최근 몇 년 동안 부식, 고온 및 기타 극한 환경 서비스 조건에 대한 보호는 금속 기판에 다른 코팅을 적용하여 제공됩니다. 이 자료는 주로 항공 우주, 자동차 및 상업 산업에서 응용 프로그램을 찾습니다. 코팅은 주로 적용 유형, 기판, 증착 기술 및 원하는 특성에 따라 다릅니다. 검사 중에 이러한 코팅을 제거하고, 손상된 코팅의 보수 및 수명 종료 재료의 재 제조가 필요합니다. 일반적으로 적용되는 일부 제거 기술은 화학 스트리핑, 고압 수상 제트 기술 및 연마 매체에 영향을 미칩니다. 적절한 제거 기술을 선택하는 동안 환경, 경제 및 안전 위험을 고려해야합니다. 이 검토는 기존 코팅 제거 기술과 제거 기술을 선택하는 동안 고려해야 할 다양한 요인에 대한 심층적 인 검토를 제공하며 현재 사용중인 코팅 된 재료에 대한 사례 크레이지 슬롯를 제공합니다..
발표자 : Anthony Spangenberger
제목 : 구조 캐스트 알루미늄 합금의 피로 균열 성장 : 미세 구조 메커니즘, 모델링 전략 및 통합 설계
어드바이저 : Diana Lados 교수
저자 : Anthony Spangenberger, Diana Lados
초록 : FCG (Favigue Crack Growth)를위한 고급 설계 (FCG) 저항은 다양한 크기 스케일 및 기계 체제에 걸쳐 현상 학적 모델의 개발 및 통합이 필요합니다. 이러한 요구를 해결하기 위해, 작고 긴 FCG의 수치 적 및 계산 모델은 연성 매트릭스 및 취성 강화 단계를 갖는 재료를 위해 개발되었으며, 캐스트 A356 알루미늄 합금의 실험 테스트에 의해지지된다. 미세 구조적으로 작은 균열 성장의 결합 된 물리적/통계적 예측 모델은 2 차 위상 제어 거동을위한 쉽게 측정 된 미세 구조 파라미터를 사용하여 긴 FCG 데이터를 변환하는 데 기초하여 개발되었다. 이를 보완 적으로, 미세 구조적으로 소형 및 긴 FCG의 확장 된 유한 요소 모델이 구성 요소 개발 및 재료 선택에 대한 처리 접근법의 일부로 개발되었다. 두 모델 모두 기존의 FCG 테스트에 의해 검증되며 미세 구조 척도에서 크레이지 슬롯에 대한 새로운 크레이지 슬롯화 방법에 의해 지원됩니다.
발표자 : Diana Lados
제목 : TI-6AL-4V 합금의 피로 균열 성장 메커니즘 및 설계 자격 고려 사항 3 개의 파우더 기반 부가 제조 기술 (초청 대화)
저자 : Yuwei Zhai, Haize Galarraga, Robert Warren, Diana Lados
Abstract : TI-6AL-4V 구성 요소의 제조 및 수리에 사용 된 AM (Aditive Manufacturing) 프로세스가 많이 있으며, 각 프로세스는 고유 한 열 이력으로 인해 다양한 기계적 크레이지 슬롯을 제공합니다. 이 프레젠테이션은 3 개의 파우더 기반 AM 기술에 의해 생성 된 Ti-6AL-4V 합금에서 가공 마이크로 구조-추진성 관계를 체계적으로 논의하고 비교합니다 : 레이저 엔지니어링 네트 쉐이핑 (렌즈), 전자 빔 파우더 베드 퓨전 (EBM) 및 레이저 분말 침대 융합 (LPB). 먼저, 열 이력과 결과 미세 구조 사이의 관계가 제시되고 논의 될 것이다. 또한, 상이한 방향 (증착 방향과 관련하여), 응력 비율 및 열처리 조건에 대한 피로 균열 성장 거동이 해결되고, 상이한 균열 성장 단계에서 미세 구조 규모의 손상 메커니즘이 확인 될 것이다. 그런 다음 결과는 피로 저항성에 대한 설계의 관점에서 광범위하게 검토 될 것입니다. 재료/부품 자격에 대한 기회와 지시도 논의 될 것입니다.
발표자 : Jack Grubbs
제목 : 첨가제 제조를위한 전통적인 및 디자이너 합금 공급 원료 분말 비교
어드바이저 : Danielle Cote 교수
저자 : Jack Grubbs, Kyle Tsaknopoulos, Danielle Cote
초록 : 금속 분말 기반 첨가제 제조 (AM) 기술은 종종 전통적인 합금에 의존하여 처리 된 부분을 만듭니다. 그러나 처리 및 성능 기능은 이러한 전통적인 분말로 최적화되지 않으므로 디자이너 공급 원료 자료가 필요합니다. 분말 형태 및 구성의 변화를 고려할 때, AM 응용 분야의 전통적인 및 디자이너 공급 원료 분말을 비교하기위한 크레이지 슬롯가 수행되었습니다. AM에 대한 이상적인 공급 원료 분말은 좁은 입자 크기 모양 분포뿐만 아니라 우수한 분말 특성을 특징으로 할 수 있습니다. 분말 특성은 내부 미세 구조에 직접 연결되어 있습니다. 따라서, 최적의 분말 성능을 위해서는 정확하게 제어 된 미세 구조가 필요하다. 분말의 미세 구조는 열처리에 의해 조작 될 수 있으므로, 열처리 및 후질 된 분말이 모두 평가되었다. 분말 형태는 동기식 레이저 회절 및 동적 이미지 입자 분석기를 사용하여 특성화되었고, 스캐닝 전자 현미경, 에너지 분산 X- 선 분광법 및 나노 인센트를 사용하여 미세 구조를 분석 하였다. 분석은 계산 열역학 및 운동 모델을 통해 안내되었습니다.
발표자 : Kübra Karayağız
제목 : 마그네슘-알루미늄 조인트에서 갈바닉 부식의 위상 필드 모델링
어드바이저 : Adam Powell 박사, Brajendra Mishra 박사
저자 : Kübra Karayağız, Adam Powell, Qingli Ding, Brajendra Mishra
초록 : 몇 가지 미래의 광량 자동차 설계에는 두 재료의 최상의 크레이지 슬롯을 최대한 활용하기 위해 알루미늄 및 마그네슘 합금 부품을 연결해야합니다. 그러나, 그러한 관절은 본질적으로 두 금속, 금속 간 화합물 및 합금 자체의 다른 단계 사이의 갈바니 부식을 일으킨다. 여기에 제시된이 부식의 멀티 스케일 모델링을위한 2 차원 결과가있는 공식이 있으며, 각 단계에서 미세 갈바닉 재료 분해의 입자 수준 위상 필드 모델링과 결합 된 관절에 대한 갈바닉 전위 분포의 거시적 계산으로 구성되어있다. 모델링은 초기 개발을위한 비교적 간단한 기하학 및 미세 구조를 제공하기 위해 확산-결합 마그네슘-알루미늄 커플의 수성 부식의 실험적 관찰에 의해 안내된다. 제제는 마그네슘과 알루미늄 합금 시트 사이의 마찰 교반 용접을 포함하여보다 복잡한 형상 및 조인트와 함께 나중에 사용하기위한 것입니다.
발표자 : Matthew Gleason
제목 : 냉간 분무 단일 입자 영향의 결합 강도를 크레이지 슬롯화하기위한 두 가지 새로운 기술의 평가
어드바이저 : Danielle Cote 교수
저자 : Matthew Gleason, Kyle Tsaknopoulos, Danielle Cote
초록 : 냉간 스프레이 본딩 공정을 더 잘 이해하려면 개별 입자 영향의 결합 강도를 실험적으로 평가해야합니다. 문헌에는이 목적을위한 몇 가지 기술이 있지만, 각각의 유용성을 제한하는 한계가 있습니다. 일부는 통계 조사를 위해 충분한 데이터를 수집하기에는 너무 시간이 많이 걸리고, 다른 일부는 측정 정확도를 희생합니다. 우리는 이전에 이러한 한계를 초과하는 두 가지 새로운 기술을 제안했으며, 각각은 높은 정확도를 유지하면서 높은 처리량 특성화를 허용했습니다. 하나는 테스트하기 쉬운 샘플 형상을 초래하는 샘플 준비의 새로운 방법이며, 다른 하나는 균열 전파 테스트 유형입니다. 이 크레이지 슬롯에서 예비 실험은 효과를 평가하고 비교하는 두 가지 방법으로 수행됩니다.
발표자 : Matthew Ryder
제목 : 피로 크리티컬 응용 분야를위한 추가로 제조 된 저탄소 강의 최적화
어드바이저 : Diana Lados 교수
저자 : Matthew Ryder, Colt Montgomery, Michael Brand, Robin Pacheco, John Carpenter, Peggy Jones, Diana Lados
Abstract : AM (Additive Manufacturing)은 구성 요소 설계에서 유연한 유연성을 제공하며 AM 부품의 행동에 대한 포괄적 인 이해는 피로의 중요성 애플리케이션에서 구현하기 위해 필수적입니다. 레이저 분말 침대 (LPB)에 의해 제조 된 2 개의 저탄소 강철 이이 크레이지 슬롯에서-교제 및 열처리 조건 모두에서,이 크레이지 슬롯에서 크레이지 슬롯에 비해 조사되었다. 빌드 파라미터는 용융 풀 형상 최적화를 통해 선택되었으며 인장, 피로 및 피로 균열 성장 시편의 제조에 사용되었습니다. 미세 구조, 수율 및 인장 강도 및 경도는 모든 재료 및 조건에 대해 평가되었습니다. 잔류 응력은 Dante® 시뮬레이션을 사용하여 예측되었으며, X- 선 회절, 윤곽 방법 및 피로 균열 성장 (소형 장력) 시편에 대한 노치 클램핑을 통해 실험적으로 측정되었습니다. 체계적인 고주파 피로 (r = -1)와 피로 균열 성장 (r = 0.1, 0.8) 테스트 및 특성화를 통해, 균열 개시 및 전파 메커니즘이 공정 마이크로 구조-성과 최적화에서 확인되고 사용되었습니다.
발표자 : Timothy Piette
제목 : 레이저 파우더 베드의 미세 구조, 기계적 크레이지 슬롯 및 피로 손상 메커니즘 Al-10SI-0.4mg 합금
어드바이저 : Diana Lados 교수
저자 : Timothy Piette, Robert Warren, Edward Hummelt, Diana Lados
초록 : AL-10SI-0.4mg을 제조 한 레이저 분말 침대 (LPB)는 기계적 특성에 대한 미세 구조 및 열처리의 영향을 이해하기 위해 교제 된 T6 및 HIP+T6 조건에서 크레이지 슬롯되었습니다. 인장 및 피로 균열 성장 (FCG) 특성 및 거동은 기존의 캐스트 대응 물의 특성과 비교되었으며 구축 방향 및 후 처리 조건과 관련이있었습니다. 제작 된 LPB 합금은 기존의 캐스트 및 열처리 된 LPB 합금과 비교하여 더 낮은 FCG 반응을 나타낸다. 교제 조건에서 이방성 잔류 응력은 FCG 임계 값에 영향을 미쳐 빌드 방향 사이의 차이를 초래합니다. 열처리는 미세 구조를 변경하여 특성에 대한 방향 의존성을 유발하고 FCG 임계 값을 향상 시키며 균열 성장 메커니즘을 변화시킵니다. 고 사이클 피로 체제에서의 피로 테스트는 빌드 오리엔테이션, 열처리, 표면 조건 및 결함 형태 및 분포 (X- 선 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 평가)의 피로 수명에 영향을 미치기 위해 수행되었습니다. 피로-크리티컬 응용에 대한 미세 구조 및 후 처리 최적화에 대한 권장 사항이 제공됩니다.