When a pure titanium component is fabricated in a selective laser melting (SLM) process using titanium powder, the oxygen concentration of the SLM sample increases compared to the initial powder. The purpose of this paper is to study the reason for increasing oxygen concentration after SLM.,To understand this phenomenon, the authors analyzed the oxidation behavior during the SLM process thermodynamically.,Based on the laser parameters used in this study, the temperature of the Ti melt during the SLM process was expected to rise to 2,150°C. Based on the thermodynamic analysis, the equilibrium oxygen partial pressure for oxidation was 2.32 × 10−19 atm at 2,150°C when the dissolved oxygen concentration in the titanium is 0.2 wt.%. However, the oxygen partial pressure inside the SLM chamber was 1 × 10−3 atm, which is much higher than the equilibrium oxygen partial pressure. Therefore, oxidation occurred during the SLM process, and the oxygen concentration of the SLM sample increased compared to the initial powder.,Most studies on fabricating Ti components using additive manufacturing (AM) have been focused on how the changes in the microstructures and mechanical properties depend on the process parameters. However, there are a few studies that analyzed the oxygen concentration change of Ti during the AM process and its causes. In this study, the authors analyzed the oxidation behavior during the SLM process thermodynamically.

中文翻译：

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激光选区熔化纯钛氧化过程的热力学分析

当使用钛粉末在选择性激光熔化 (SLM) 工艺中制造纯钛部件时，与初始粉末相比，SLM 样品的氧浓度增加。本文的目的是研究 SLM 后氧浓度增加的原因。为了理解这种现象，作者从热力学上分析了 SLM 过程中的氧化行为。,基于本研究中使用的激光参数，温度SLM 过程中的 Ti 熔体预计会升至 2,150°C。根据热力学分析，当钛中的溶解氧浓度为 0.2 wt.% 时，在 2,150°C 下氧化的平衡氧分压为 2.32 × 10-19 atm。然而，SLM 室内的氧分压为 1 × 10−3 atm，这远高于平衡氧分压。因此，在 SLM 过程中发生了氧化，与初始粉末相比，SLM 样品的氧浓度增加。,大多数使用增材制造 (AM) 制造 Ti 组件的研究都集中在微观结构和机械性能的变化上取决于工艺参数。然而，有一些研究分析了 AM 过程中 Ti 的氧浓度变化及其原因。在这项研究中，作者从热力学角度分析了 SLM 过程中的氧化行为。大多数关于使用增材制造 (AM) 制造钛部件的研究都集中在微观结构和机械性能的变化如何取决于工艺参数。然而，有一些研究分析了 AM 过程中 Ti 的氧浓度变化及其原因。在这项研究中，作者从热力学角度分析了 SLM 过程中的氧化行为。大多数关于使用增材制造 (AM) 制造钛部件的研究都集中在微观结构和机械性能的变化如何取决于工艺参数。然而，有一些研究分析了 AM 过程中 Ti 的氧浓度变化及其原因。在这项研究中，作者从热力学角度分析了 SLM 过程中的氧化行为。