Thermal treatments effects on fracture toughness of Ti6Al4V alloy produced by SLM and EBM

In this thesis the mechanical properties of SEB specimens of Ti6AL4V alloy produced by SLM (Selective laser melting) and EBM (Electron Beam melting) have been evaluated. The differences between “as built” and thermally treated samples have been highlighted. The work has started with a comparison between the two technologies analyzing strengths and weaknesses of each, followed by a study on the literature of Titanium and its alloy Ti6Al4V comparing the datas with those of our powders for SLM and EBM. Afterward it has been performed an analysis on how SLM specimens behave under a fluorhydric acid based solution attack to validate a chemical etching method for material ablation. An XRD analysis has been fulfilled to look for a dependence of residual stresses with samples depth. SLM and EBM specimens have undergone two thermal treatments, Beta annealing and Mill annealing, to obtain different mechanical properties with respect to as built specimens. The principal results of this thesis come from the mechanical tests.

In questo lavoro di tesi sono state valutate le proprietà meccaniche di campioni a geometria SEB in lega di titanio Ti6Al4V prodotti tramite SLM (Selective laser melting) e EBM (Electron Beam melting), evidenziando le differenze fra “As Built” e trattati termicamente. Si è partiti da un confronto fra le due tecnologie, valutando i punti di forza e di debolezza; successivamente sono stati analizzati, dalla letteratura, i dati sul Titanio e la sua lega Ti6Al4V, confrontandoli con le polveri per SLM e EBM in nostro possesso. In seguito si è studiato come campioni SLM reagiscano ad un attacco a base di acido fluoridrico per validare una metodologia per l’asportazione di materiale. È stata anche compiuta una analisi XRD per la ricerca della dipendenza dell'andamento degli stress residui in funzione della profondità dei campioni. I campioni SLM e EBM sono stati sottoposti a due trattamenti termici di Beta annealing e Mill annealing per ottenere differenti proprietà meccaniche rispetto agli as built. I risultati principali della tesi derivano da questa ultima parte.