Une revue complète sur la fusion laser par lit de poudre des aciers : traitement, microstructure, défauts et méthodes de contrôle, propriétés mécaniques, défis actuels et tendances futures

Le processus de fusion laser par lit de poudre est considéré comme le processus de fabrication additive métallique le plus polyvalent, ayant prouvé sa capacité à fabriquer des pièces en forme presque nette avec une densité relative allant jusqu'à 99,9 %, avec des pièces métalliques géométriquement complexes et performantes en un temps réduit. Les aciers et les alliages à base de fer sont les matériaux d'ingénierie les plus prédominants utilisés pour des applications structurelles et sous-structurelles. La disponibilité d'aciers en plus de 3500 grades, avec leur large éventail de propriétés incluant une haute résistance, une résistance à la corrosion, une bonne ductilité, un faible coût, une recyclabilité, etc., les place au premier plan par rapport aux autres matériaux métalliques. Cependant, le processus LPBF des aciers et des alliages à base de fer n'a pas encore été entièrement établi dans les applications industrielles en raison de : (i) l'insuffisance des connaissances disponibles concernant les conditions de traitement, (ii) l'absence de normes matérielles spécifiques, et (iii) une connaissance insuffisante pour établir des corrélations entre les paramètres de traitement et d'autres obstacles techniques tels que la précision dimensionnelle d'un modèle de conception à un composant réel, la variabilité des pièces, les matériaux de matière première limités, le post-traitement manuel, etc. Des efforts continus ont été déployés pour répondre à ces problèmes. Cette revue vise à fournir un aperçu des aciers et des alliages à base de fer utilisés dans le processus LPBF en résumant leurs principaux paramètres de traitement, en décrivant les phénomènes thermophysiques fortement liés à la transformation de phase et à l'évolution de la microstructure lors de la solidification, en mettant en évidence les défauts métallurgiques et leurs méthodes de contrôle potentielles, ainsi que l'impact de divers traitements post-processus ; tout cela a un impact direct sur la performance mécanique. Enfin, un résumé des aciers et des alliages à base de fer traités par LPBF avec des propriétés fonctionnelles et leurs perspectives d'application est présenté. Cette revue peut fournir une base de connaissances sur le processus LPBF des aciers en identifiant les informations manquantes dans la littérature existante.