CC BY
32так называемыми усталостными бороздками, по которым можно судить о скорости распространения трещины. На SLM-образцах были обнаружены нерасплавленные частицы порошка, которые могли быть концентраторами напряжений в месте зарождения трещины. Зона статического долома DMT-образцов имеет более развитый вязкий рельеф по сравнению с SLM-образцами. В гигацикловом режиме трещина зарождалась под поверхностью. Дефект, являющийся инициатором трещины, был окружен мелкозернистой областью FGA.
Можно сделать вывод, что более низкое сопротивление усталостному разрушению SLM-образцов возможно связано с наличием нерасплавленных во время печати частиц порошка.
1. Alsalla H. H., Smith C., Hao L. Effect of build orientation on the surface quality, microstructure and mechanical properties of selective laser melting 316L stainless steel. Rapid Prototyp. J. 2017.
2. Hutar P. et al. Short fatigue crack behaviour under low cycle fatigue regime. Int. J. Fatigue. 2017. 103. 207-215.
3. Yadollahi A., Shamsaei N. Additive manufacturing of fatigue resistant materials: Challenges and opportunities. Int. J. Fatigue. 2017. 98. 14-31.
4. Mower T.M., Long M.J. Mechanical behavior of additive manufactured, powder-bed laser-fused materials. Mater. Sci. Eng. A. 2016. 651. 198-213.
5. Yadollahi A., Shamsaei N., Thompson S.M., Seely D.W. Effects of process time interval and heat treatment on the mechanical and microstructural properties of direct laser deposited 316L stainless steel. Mater. Sci. Eng. A. 2015. 644. 171-183.
6. Mower T.M., Long M.J. Mechanical behavior of additive manufactured, powder-bed laser-fused materials. Mater Sci Eng. 2016. 651. 198-213.
7. Spierings A.B., Starr T.L., Wegener K. Fatigue performance of additive manufactured metallic parts. Rapid Prototyp J. 2013.
8. Leuders S., Lieneke T., Lammers S., Tröster T., Niendorf T. On the fatigue properties of metals manufactured by selective laser melting - The role of ductility. J Mater Res. 2014.
МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВА Т!-6ЛЬ4^ ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПРЯМОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ
Глебов Л.А., Радионова Л.В., Пашкеев К.Ю.
Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия 79193293392@yandex.ru
Изделия из титанового сплава Т1-6Д!-4У широко востребованы в высокотехнологичных производствах, связанных с космонавтикой, авиацией, судостроением, энергетическим машиностроением, химической промышленностью и медициной. Сплав Т1-6Д!-4У в технических системах известен давно. Однако, изделия из этого сплава, полученные аддитивными методами мало изучены [1-2]. Лабораторией «Механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий» ЮУрГУ была организована серия работ по получению возможности получения изделий из указанного сплава методами аддитивных технологий, в том числе и сложной геометрической формы [3].
Целью настоящей работы являлось изготовление образцов из титанового сплава для дальнейшего исследования и разработки технологии по выращиванию изделий.
В качестве сырья для изготовления образцов был выбран порошок из сплава Т1-6Д!-4У с размером частиц от 25 до 100 мкм. Наплавка производилась в защитной атмосфере (аргоновой ванне) при повышенном расходе аргона и максимальном значении давления несущего газа подачи порошка в питателе во избежание налипания порошка на поверхность изготавливаемого образца и неравномерного формирования поверхности наплавки.
Для выбора и отработки режимов наплавки выращивались образцы прямоугольной формой. Основные критерии режимов: мощность лазерного излучения, скорость перемещения установки, количество подаваемого порошка, диаметр пятна, расход газа.
В ходе работы выращенные образцы были исследованы на наличие пор и трещин. На Рисунке 1 приведен металлографический шлиф до травления одного из образцов. Количественная оценка показала, что пористость на этом участке не превышает 0,2%. Результаты исследований позволяют говорить о том, что полученный материал не имеет тенденций к растрескиванию и обладает очень низкой пористостью. После травления образца (Рисунок 2, (а)) установлено, что микроструктура представляет из себя (а+р) сплав мартенситного типа. Также была измерена твердость образца вдоль направления выращивания, ее значение варьируется в пределах от 490 до 500 НУ, что говорит о высокой однородности полученной микроструктуры.
Рисунок 1 - Металлографический шлиф выращенного образца до травления (х50).
В готовом образце зерно металла переходит из одного трека в другой, из чего можно сделать вывод неразрывности слоев выращенного образца, на Рисунке 2 (б) изображен поперечный разрез образца, на котором видны слои и границы зерен.
а) б)
Рисунок 2 - Микроструктура выращенного образца (а) (х2000); (б) (хЮО).
Таким образом, в ходе исследований установлено, что при выращивании изделий методом прямого лазерного сплавления из порошка титанового сплава Ti-6AI-4V образуется однородная микроструктура (а+р) сплава мартенситного типа с низким значением пористости (не более 0,2%) и переходом границ зерен из одного трека в другой.
1. Benedetti М., Torresani Е., Leoni М., Fontanari V., Bandini М., Pederzolli С., Po-trich С. The effect of post-sintering treatments on the fatigue and biological behavior of Ti-6AI-4V ELI parts made by selective laser melting. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2017. 71. 295-306.
2. Baitimerov R.M. et al. Influence of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Selective Laser Melted TiAI6V4 Alloy. Solid State Phenomena. 284. 2018. 615- 620.
3. Быков B.A. Восстановление изношенной поверхности шеек прокатных валков методом прямого лазерного сплавления. MAGNITOGORSK ROLLING PRACTICE 2019 Материалы IV международной молодежной научно-практической конференции. 2019. 120-122.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ Зй-ПЕЧАТИ К СРЕДНЕЭНТРОПИЙНОМУ СПЛАВУ CRFECONI
Кузьминова Ю.О., Евлашин С.А., Фирсов Д.Г.
Сколковский институт науки и технологий «Сколтех», Москва, Россия yulia. kuzminova@skoltech.ru
Многокомпонентные сплавы, также известные как средне- и высокоэнтропийные сплавы, представляют собой новый класс материалов, свойствами которых можно управлять, изменяя их элементный состав [1, 2]. Сплав Cr-Fe-Co-Ni обладает улучшенными механическими свойствами, что делает его перспективным для использования в широких диапазонах температур [3].
В данной работе исследовались структура и механические свойства сплава Cr-Fe-Co-Ni, изготовленного методом ЗО-печати с помощью технологии селективного лазерного плавления. В результате было проанализировано влияние параметров печати на получаемые структурные и механические характеристики.
Образцы, напечатанные при 150 Вт и 600 мм/с мощности и скорости лазера, продемонстрировали наименьшую пористость и высокие значения микротвёрдости. В диапазоне температур -150°С-300°С предел
