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Interfacial Characteristics and Formation Mechanisms of Copper–steel Multimaterial Structures Fabricated via Laser Powder Bed Fusion Using Different building strategies

引用

Chinese Journal of Mechanical Engineering(Additive Manufacturing Frontiers) 2022年第3期1卷 80-90页

作者： Linqing Liu Di Wang Guowei Deng Yongqiang Yang Jie Chen Jinrong Tang Yonggang Wang Yang Liu Xusheng Yang Yicha Zhang School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou510641China Laboratory of Impact and Safety Engineering Ministry of EducationNingbo UniversityNingbo315211China State Key Laboratory of Ultra-precision Machining Technology Department of Industrial and Systems EngineeringThe Hong Kong Polytechnic UniversityHong KongChina Department of Design&Mechanical Engineering University of Technology Belfort-MontbéliardSevenansFrance

Laser powder bed fusion(LPBF)is an innovative method for manufacturing multimaterial components with high geometrical *** LPBF-printing sequences of materials may be diverse in the actual design and application of multimaterial *** this study,multimaterial copper(CuSn10)–steel(316 L)structures are printed using different building strategies(printing 316 L on CuSn10 and printing CuSn10 on 316 L)via LPBF,and the characteristics of two interfaces(the 316 L/CuSn10 or“L/C”and CuSn10/316 L or“C/L”interfaces)are ***,the interfacial melting mode and formation mechanisms are *** the L/C interface,the keyhole melting mode induced by the high volumetric energy density(EL/C=319.4 J/mm3)results in a large penetration depth in the pre-solidified layer and enhances laser energy absorption,thus promoting the extensive migration of materials and intense intermixing of elements to form a wide diffusion zone(∼400μm).At the C/L interface,the conduction mode induced by the low volumetric energy density(EC/L=74.1 J/mm3)results in a narrow diffusion zone(∼160μm).The interfacial defects observed are primarily cracks and *** cracks appeared at the C/L interface,which is attributable to the weak bonding strength of the narrow diffusion *** study provides guidance and reference for the design and manufacturing of multimaterial components via LPBF using different building strategies.

关键词： Multimaterial structures Laser powder bed fusion building strategies Interfacial characteristics

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