CC BY
5
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Гончаров А.Л., Чулков И.С., Нехорошев А.В., Козырев Х.М. Оценка геометрических параметров проволок, применяемых в электронно-лучевой наплавке // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2023. -Т. 25, № 2. - С. 59-68. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.07
Please cite this article in English as:
Goncharov A.L., Chulkov I.S., Nekhoroshev A.V., Kozyrev Kh.M. Evaluation of geometric parameters of wires used in electron beam surfacing. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2023, vol. 25, no. 2, pp. 59-68. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.07
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 25, № 2, 2023 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.07 УДК 621.791.722, 004.67
А.Л. Гончаров, И.С. Чулков, А.В. Нехорошев, Х.М. Козырев
Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Российская Федерация
ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОВОЛОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКЕ
Проведено исследование геометрический параметров сварочных проволок из различных материалов, применяемых для электронно-лучевой аддитивной наплавки в вакууме. Актуальность работы вызвана быстрым развитием данного вида производственных технологий и возможностью получения материала требуемого состава непосредственно в месте наплавки за счет применения нескольких проволок различного химического состава. Однако стабильность химического состава нового материала будет определяться стабильностью геометрических размеров расплавляемых сырьевых проволок. В настоящее время для аддитивных технологий применяются в основном присадочные проволоки, разработанные для сварки, поэтому вопрос о возможности их применения для аддитивной наплавки in situ рассмотрен в данном исследовании. Анализируются факторы, влияющие на качество получаемого при наплавке материала, такие как геометрические параметры сырья, условия его хранения и обработки перед наплавкой. Исследования проведены на проволоках марок НП2, ВТ6 и ВнПр-1. Описана методика изготовления образцов для исследования и разработана ручная и автоматизированная методики определения диаметра проволок для большого количества сечений. Приводятся сравнения измерения геометрических параметров проволоки ручным методом, автоматизированным с использованием преобразований Хафа, и свёрточной нейронной сети YOLO. Определены средний диаметр проволок и величина стандартного отклонения. Изучено влияние химического травления проволоки на диаметр сечения. Проведено сравнение полученных значений диаметра проволоки с номинальными значениями, описанными в нормативных документах. Показано, что для новых технологий аддитивного производства изделий и материалов требуется разработка новых нормативных требований не только на химический состав сырьевых материалов, но и на их геометрические характеристики. Результаты работы могут быть использованы в дальнейшем при создании системы управления процессом аддитивной наплавки in situ с обратной связью по объемному расходу сырьевого материала. Реализация такой системы позволит существенно повысить точность химического состава получаемого материала.
Ключевые слова: аддитивные технологии, электронный луч, многопроволочная наплавка, измерение диаметра, CNN, преобразование Хафа.
A.L. Goncharov, I.S. Chulkov, A.V. Nekhoroshev, Kh. M. Kozyrev
National Research University «MPEI», Moscow, Russian Federation
EVALUATION OF GEOMETRIC PARAMETERS OF WIRES USED IN ELECTRON BEAM SURFACING
The article investigates the geometric parameters of welding wires made of various materials used for electron beam additive surfacing in vacuum. The relevance of the work is caused by the rapid development of this type of production technologies and the possibility of obtaining a material of the required composition directly at the surfacing site due to the use of several wires of different chemical composition. However, the stability of the chemical composition of the new material will be determined by the stability of the geometric dimensions of the molten raw wires. Currently, additive technologies are mainly applied to filler wires designed for welding, so the question of the possibility of their use for additive surfacing in situ is considered in this paper. The factors affecting the quality of the material obtained during surfacing, such as the geometric parameters of the raw material, the conditions of its storage and processing before surfacing, are considered. The studies were carried out on wires of grades HP2, BT6 and BHnp-1. The method of manufacturing samples for research is described and manual and automated methods for determining the diameter of wires for a large number of sections are developed. Comparisons of the measurement of geometric parameters of the wire by the manual method, automated using Hough transformations and the convolutional neural network YOLO are presented. The average diameter of the wires and the value of the standard deviation are determined. The influence of chemical etching of the wire on the cross-section diameter has been studied. The obtained values of the wire diameter are compared with the nominal values described in regulatory documents. It is shown that new technologies for additive manufacturing of products and materials require the development of new regulatory requirements not only for the chemical composition of raw materials, but also for their geometric characteristics. The results of the work can be used in the future when creating an in situ additive surfacing process control system with feedback on the volume consumption of raw material. The implementation of such a system will significantly improve the accuracy of the chemical composition of the resulting material.
Keywords: additive technologies, electron beam, multi-wire surfacing, diameter measurement, CNN, Hough transform.
Введение
В последние десятилетия происходит интенсивное развитие технологий и оборудования для электронно-лучевого аддитивного формообразования. Известно о широком применении данных технологий для производства комплектующих современных деталей энергетического оборудования, в космическом и авиационном машиностроении [1-8]. Среди основных способов аддитивного формообразования с применением электронного луча можно выделить два: послойное плавление в ванне порошка и прямое послойное плавление. В последнем случае в качестве сырьевого материала используют проволоку, а сам способ отличается высокой производительностью, которая примерно в 5-10 раз выше, чем при использовании порошка. Другим достоинством проволочной аддитивной технологии является возможность получить материал с полным отсутствием пористости [9-15].
Перспективным направлением совершенствования данного вида технологии является реализация идеи совместить процесс получения детали при аддитивном формообразовании [16; 17] с получением материала требуемого химического состава непосредственно в месте воздействия электронного пучка. Для этого могут быть использованы несколько сырьевых проволок из различных материалов, сплавление которых в общей ванне расплава позволит получить новый материал методом in situ (рис. 1) в процессе построения детали [18].
Требуемый состав материала формируют путем расплавления нескольких сырьевых материалов в необходимой пропорции. Такой подход позволяет существенно расширить возможности по регулированию химического состава изделий, пе-
реходить к созданию градиентных материалов и обеспечивает значительный экономический эффект за счет возможности получения дорогого сплава из менее дорогих сырьевых материалов. Примером такого применения может служить получение нитиноловых заготовок из титановой и никелевой проволоки.
Рис. 1. Схема метода in situ при электронно-лучевой наплавке
Использование электронного луча в качестве источника нагрева и плавления проволоки позволяет гибко контролировать процесс наплавки [14; 15]. Вакуумная среда при электронно-лучевом способе переплава позволяет осуществлять соединение химически активных материалов и обеспечивает хорошую защиту заготовки от воздействия газов атмосферы. Однако данный подход требует точного регулирования параметров процесса наплавки, так как они могут оказывать значительное влияние на состав и свойства получаемого материала. Малый диапазон предельного отклонения состава нового материала от расчетного определяет высокую точность поддержания пропорции по-
даваемых объемов сырьевых проволок в процессе наплавки. Например, в случае формирования ни-тинола для медицинского применения отклонение содержания компонентов как в среднем по объему, так и в локальной зоне заготовки не должно превышать 0,1 % по массе [8]. Столь малые диапазоны предельных отклонений содержания компонентов, формирующих системы сплавов с требуемыми свойствами, связаны с химическими соединениями, которые образуются в ходе металлургических реакций в расплаве. Химические соединения и растворы компонентов обеспечивают заданные свойства материла и требуют точного соблюдения расчетных значений [8; 9]. Таким образом, на примере нитинола отклонение соотношения расплавляемых компонентов от заданных значений приведет к появлению дополнительных фаз кроме химических соединений N1X1, а следовательно, к изменению свойств материала, что может быть недопустимым в определенных областях применения [8; 10].
Реализация процесса наплавки требует как разработки специальных высокоточных устройств для дозирования сырьевого материала, так и управления процессом перемешивания компонентов в ванне расплава. Качество реализации процесса наплавки зависит от стабильности технологических параметров электронно-лучевого оборудования, таких как скорость наплавки, скорость подачи проволоки, ток и ускоряющее напряжение. Однако существуют факторы, оказывающие влияние на состав и свойства получаемого материала, не зависящие от технологического оборудования.
Химический состав и геометрические параметры сырьевого материала зависят от качества производства и условий хранения. Сырьё для наплавки изготавливается по соответствующим стандартам на проволоки и имеет предельные отклонения в соответствии со стандартами. Однако колебание диаметра проволоки, даже в рамках установленных стандартами производства, может не удовлетворять необходимой точности дозирования сырьевого материала. Также нередко сырьевые материалы требуют проведения подготовки в виде очистки перед плавлением, так как наличие загрязнений и окислов негативно влияет на формирование наплавляемого слоя, его качество и состав. Предварительную очистку от окислов и загрязнений проводят путем травления или механического воздействия. Очистка сырьевого материла может повлечь дополнительное изменение диаметра и формы сечения проволоки.
Необходимо определить геометрические параметры сырьевых проволок, которые применяются для электронно-лучевой наплавки. В связи с этим цель статьи - определить диапазон реаль-
ных значений диаметров исследуемых проволок и их расхождение со значениями отраслевых стандартов, а также установить влияние на диаметр проволоки предварительного травления для очистки перед наплавкой.
Методика исследований и материалы
Для проведения измерений изготавливали образцы круглого сечения, заполненные отрезками проволок, которые разрезались перпендикулярно оси проволок. В исследовании использовали никелевую, титановую и ванадиевую проволоки марок НП2, ВТ6 и ВнПр-1 соответственно, с характеристиками, представленными в табл. 1. Были выбраны участки проволок общей длинной 5 м из разных частей катушек и нарезаны частями по 30-40 мм для фиксации в металлических стяжках (рис. 2). Сборки разрезали и запрессовали в металлографическом прессе БиеЫег 81шр11Ме1 1000. После запрессовки полученные заготовки (рис. 3), подвергали шлифовке на наждачной бумаге с абразивом разной степени зернистости для получения макрошлифа (рис. 4).
Таблица 1
Характеристики исследуемых материалов
Параметр Значение
Марка НП2 ВТ6 ВнПр-1
Номинальный диаметр, мм 1 1,2 1
Исследуемая 5 5 5
длина, м Т а н га
Стандарт К е л ГОСТ 2179-2015 ГОСТ 27265-87 а д ТУ 48-4372-76
Предельное ы=
отклонение по -0,06 -0,12 ± 0,06
диаметру, мм
Доля основного металла, % 99,5 86,45-90,9 99,5
Рис. 2. Пучок проволок
Для проволоки, имеющей низкую твердость и высокую пластичность, характерно деформирование в ходе прессования и может наблюдаться отклонение оси проволоки от перпендикулярности к плоскости шлифования. Такое отклонение под микроскопом наблюдается как овальное сечение
проволоки (рис. 5). С целью исключения деформации образцов из мягких проволок изготавливали шаблоны (рис. 6) и заполняли частями проволок. Данный подход позволил избежать деформации проволок и зафиксировать их оси перпендикулярно плоскости шлифования.
Для получения высокоточного изображения и измерения диаметров проволок использовали оптический микроскоп Zeiss Observer Z1m. Съемку изображения проводили при увеличении Х50
с применением панорамного соединения нескольких кадров. Каждое сечение проволоки на изображении макрошлифа измеряли вручную посредством программного обеспечения AxioVision Rel. 4.8 с точностью 1 мкм (рис. 7). Далее проводили сбор полученных данных и конвертацию их в формат таблицы.
Для снижения трудозатрат, связанных с ручным способом измерения диаметров проволок, также использовали автоматизированные методы. Для автоматизированного определения диаметров проволок были выбраны два метода. Первый метод использовал преобразование Хафа для поиска примитивов в форме окружностей. Второй метод основан на модели свёрточной нейронной сети (CNN) YOLO, которая позволяет осуществлять поиск объектов на изображении.
Рис. 7. Полученные измерения
В первом автоматизированном методе для измерения диаметров проволок использовали преобразования Хафа для фотографии макрошлифов, которые конвертировали в градиенты серого. К изображениям применяли цифровой двусторонний фильтр для изображений, позволяющий эффективно уменьшать шум, при этом сохраняя четкие края у объектов на изображении. Далее применяли детектор границ Кенни для выделения границ объектов на изображениях. На основе изображений с обнаруженными границами объектов использовали алгоритм преобразования Хафа с целью поиска примитивов в форме окружностей. Критериями для поиска окружностей служил фильтр, отсекающий окружности в определенном диапазоне размера исследуемой проволоки, и расстояние между центрами окружностей, равное минимальному радиусу окружности в исследуемом диапазоне. Изображение макрошлифа с обнаруженными численным методом диаметрами проволок представлено на рис. 8.
Для второго автоматизированного метода измерения диаметров проволок использовали свёр-точную нейронную сеть YOLO. Предварительно для тренировки нейронной сети размечали изо-
Рис. 4. Макрошлиф
Рис. 5. Макрошлиф
Рис. 6. Шаблон
бражения (рис. 9). Для разметки проводили действия аналогичные ручному методу измерения диаметров. Для всех видов исследуемых материалов были размечены наборы фотографий. На каждой фотографии было не менее 100 искомых объектов. Разметку проводили для разных материалов по причине, значительного отличия оттенков серого на фотографиях у разных материалов, а также для повышения разнообразия обучающей выборки.
Рис. 8. Окружности, обнаруженные методом Хафа
Рис. 9. Разметка изображения
Размеченные фотографии разделили на обучающую и проверочную выборки в пропорции 75/25 соответственно. Тренировку свёрточной нейронной сети УОЬО проводили на продолжительности не менее 50 эпох для исключения недообучения. Из полученных моделей выбирали наилучшую, у которой ошибка на проверочной выборке была минимальной. В дальнейшем выбранную модель использовали для поиска объектов на изображении, и в ходе работы модель размещала ограничивающие рамки вокруг найденных сечений проволоки (рис. 10). Таким образом, на выходе модели получали высоту и ширину ограничивающей рамки. Стоит отметить, что среди результатов поиска модели были сечения в форме эллипсов, так как они присутствовали в обучающей выборке. Поэтому полученные результаты в виде высоты и ширины отфильтровывали от эллипсов. Для фильтрации применялся критерий отношения ширины к высоте ограничивающей рамки, и было принято предельное отклонение данного показателя в ± 0,2. Такой выбор обусловлен тем, что проволока в сечении не является идеальной окружностью и имеет дефекты формы особенно после очистки от загрязнений
и окислов. Полученные результаты высоты и ширины усредняли для каждого объекта, и полученное значение принимали за диаметр сечения проволоки.
Рис. 10. Рамки ограничивающие сечения проволоки
Результаты исследования и обсуждения
В ходе исследования образцов установлено, что проволока марки НП2 имеет средние диаметры, определённые разными методами (табл. 2), больше верхнего предельного диаметра (рис. 11, а) в среднем на 25 мкм, таким образом, проволока не соответствует заявленным параметрам. Осреднён-ный по трём методам диаметр составил 1025 мкм (см. табл. 2). Рассмотренные образцы сечений имели значительные показатели стандартного отклонения и составили в среднем 43 % от значения предельного отклонения Д 60 мкм, что свидетельствует о значительном колебании диаметра проволоки. Для проволоки ВТ-6 все результаты, за исключением нескольких значений, получили в рамках установленных стандартом (рис. 11, б). Осреднённый по трём методам диаметр составил 1140 мкм (см. табл. 2), стандартное отклонение составило 12,7 % от значения предельного отклонения Д 120 мкм, что свидетельствует о незначительном колебании диаметра проволоки. У проволоки ВнПр-1 до травления получили значения диаметров в большом диапазоне, но большинство значений расположилось в пределах допуска (рис. 11, г). Однако стандартное отклонение составило в среднем 29,5 % от значения предельного отклонения Д 120 мкм, что говорит о значительном колебании диаметра проволоки, также осреднённый диаметр по всем измерениям составил 941 мкм (см. табл. 2), что находится на уровне нижней границы предельного отклонения. После очистки проволоки ВнПр-1 травлением гистограмма распределения диаметров сместилась сторону уменьшения диаметра в среднем на 120 мкм (рис. 11, в). Осреднен-
ный диаметр составил 726 мкм (см. табл. 2), что в среднем на 216 мкм меньше, чем до травления. Стандартное отклонение составило 74,5 % (см. табл. 2) от значения предельного отклонения Д 120 мкм, что характеризует значительное колебание диаметра проволоки по длине.
Стоит отметить, что большие колебания диаметра в процессе наплавки и формировании сплава будут влиять на объем переносимого металла в ванну с расплавом, следовательно, это негативно повлияет на точность формирования требуемого состава при наплавке рассмотренной проволокой.
1000
1050 1100
Диаметр, мкм
1100
1125 1150 1175 Диаметр, мкм
1200
450 500 550 600 650 700 750 800 850 Диаметр, мкм
750
800
850 900 Диаметр, мкм
950
1000
Рис. 11. Гистограммы распределения диаметров сечений проволок: а - проволока НП2; б - проволока ВТ-6; в - проволока ВнПр-1 после травления; г - проволока ВнПр-1 не травленая
Таблица 2
Геометрические характеристики исследованных материалов
Марка проволоки Среднее значение диамет ра, мкм Стандартное отклонение, мкм
Ручное измерение (Оср1) Методом Хафа (Др2) Ст (ВД Ручное измерение Автомат. измерение ст
НП2 1021,8 1012,3 1042,3 28,2 27,8 29,3
ВТ-6 1127,9 1135,5 1156,5 6,85 18,2 20,9
ВнПр-1 не травленая - 931,2 951,6 - 38,9 32
ВнПр-1 травленая 713,7 717,4 745,8 92,5 86,9 88,8
б
а
в
г
Сравнивая результаты, полученные для проволоки ВнПр-1 (рис. 11, в; г), видим, что после травления все диаметры проволоки были гарантированно меньше минимального допустимого диаметра, поэтому на гистограмме отсутствует диапазон предельных отклонений. Очистка проволоки механически или травлением неравномерно удаляет поверхностный слой материала, что приводит к непредсказуемому изменению сечения проволоки.
Преобразование Хафа для поиска окружностей выполняет вычисление достаточно быстро, позволяет обрабатывать большое количество изображений в разрешении от 9000*9000 пикселей и выше, но скорость работы зависит от производительности компьютера. Данный метод требовал тщательной настройки порога фильтрации при поиске окружностей, так как чувствителен к изменению параметров исходных изображений, однако его применение имеет недостаток, заключающийся в возможных ложных срабатываниях.
Использование свёрточной нейронной сети позволяет осуществлять алгоритм поиска сечений с большей скоростью, чем измерения вручную и с использованием преобразований Хафа. Гибкость и высокая точность достигаются за счет большой и хорошо подготовленной обучающей выборки данных.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что стандарты на проволоки, разработанные 40-50 лет назад, не отвечают требованиям всех современных технологий, соответственно возникает необходимость в разработке новых стандартов или улучшении существующих для получения доступных сырьевых материалов, применяемых для создания новых материалов методом in situ.
Заключение
Разработана методика измерения геометрических параметров промышленной сырьевой проволоки, установлено, что проволока марки НП2 имеет средние диаметры, больше верхнего предельного диаметра, таким образом проволока не соответствует заявленным параметрам. Для проволоки ВТ-6 большинство результатов, за исключением нескольких значений, получили в рамках, установленных стандартом. Проволока ВнПр-1 до травления имеет значительное колебание диаметров, однако осреднённый диаметр по всем измерениям находится на уровне нижней границы предельного отклонения.
Установлено, что очистка проволоки механически или травлением неравномерно удаляет поверхностный слой материала, что приводит к непредсказуемому изменению сечения проволоки, и в процессе наплавки и формировании сплава будет негативно влиять на точность формирования тре-
буемого состава при наплавке рассмотренной проволокой.
Для реализации новых технологий аддитивного производства изделий и материалов требуется разработка новых нормативных требований не только на химический состав сырьевых материалов, но и на их геометрические характеристики.
Библиографический список
1. Технологические возможности комбинированных и аддитивных процессов в формообразовании проточных поверхностей гидрооборудования / А.В. Кузов-кин, А.П. Суворов, Г.А. Сухочев, А.О. Родионов // Насосы. Турбины. Системы. - 2014. - № 1(10). - С. 53-59. -EDN SCRXRH.
2. Формообразование стальных заготовок методом аддитивной наплавки сварочной проволокой / А.А. Куликов, Ю.В. Небышинец, А.В. Сидорова, А.Е. Балановский // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сборник статей XIV Международной научно-технической конференции, Иркутск, 21-26 сентября
2020 года. - Иркутск: Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2020. -С. 78-98. - EDN QYQPRF.
3. Применение прямого лазерного сплавления металлических порошков из жаропрочных сплавов в двига-телестроении / А.В. Балякин, Д. Л. Скуратов, А.И. Хай-мович, М.А. Олейник // Вестник Московского авиационного института. - 2021. - Т. 28, № 3. - С. 202-217. - DOI 10.34759/vst-2021-2-202-217. - EDN WYLNSB.
4. Климов В.Г. Применение лазерной импульсной наплавки при разработке технологии восстановления рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. - 2017. -Т. 24, № 1. - С. 170-179. EDN: VVQHAI.
5. Сычев Е.А., Тарапанов А.С. Эффективность селективного лазерного спекания при изготовлении деталей сложной формы в машиностроении // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2016. - № 5(319). - С. 106-110. - EDN XEFFLB.
6. Тилинин М.В., Прибытков Б.М. Аддитивные технологии в отечественном авиастроении: текущие позиции и направления развития // Молодой ученый. -
2019. - № 47(285). - С. 133-138. - EDN OBMQQZ.
7. Митрянин А.В. Построение образцов из титана аддитивными технологиями порошкового сплавления // Актуальные проблемы ракетно-космической техники (VII Козловские чтения): материалы VII Всероссийской научно-технической конференции, Самара, 31 августа
2021 года. - Самара: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук, 2021. - С. 343-355. - EDN WQZKUK.
8. Перевертов В.П., Андрончев И.К., Иванкова М.В. Технологические возможности концентрированных потоков энергии для формообразования деталей машиностроения // Надежность и качество сложных систем. -
2020. - № 1(29). - С. 76-83. - DOI 10.21685/2307-42052020-1-9. - EDN WZFDLA.
9. Многослойная электронно-лучевая наплавка проволочным материалом / С.В. Варушкин, Д.Н. Трутников, Е.С. Саломатова [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. -2019. - Т. 21, № 4. - С. 89-94. - DOI 10.15593/22249877/2019.4.11. - EDN MLCMUC.
10. Численный анализ процесса электроннолучевой аддитивной наплавки с вертикальной подачей проволочного материала / Г.Л. Пермяков, Р.П. Давлят-шин, В.Я. Беленький [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2022. - Т. 24, № 3. - С. 6-21. - DOI 10.17212/1994-6309-2022-24.3-6-21. -EDN TELBPY.
11. Какорин Д.Д., Лаврентьев А.Ю. / Способы послойного синтеза металлических изделий // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2021. - № 3(11). - С. 24-33. -DOI 10.46573/2658-5030-2021-24-33. - EDN JQOPFA.
12. Гуденко А.В., Слива А.П. Формообразование изделий сложной геометрии методом электроннолучевой наплавки // Электронно-лучевая сварка и смежные технологии: сборник материалов и докладов Второй международной конференции, Москва, 14-17 ноября 2017 года. - М.: Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2017. - С. 266-281. - EDN YWCOOT.
13. Gudenko A.V., Sliva A.P., Shishkin D.V. Influence of the beam oscillation parameters on the porosity of electron beam freeform fabricated titanium alloy SPT-2 // Journal of Physics: Conference Series: 10, St. Petersburg, 20-22 сентября 2021 года. - St. Petersburg, 2021. -P. 012005. - DOI: 10.1088/1742-6596/2077/1/012005
14. Effect of twin-wire feeding methods on the in-situ synthesis of electron beam fabricated Ti-Al-Nb intermetallics / Li Zixiang, Chang B., Cui Yinan, Haoyu Zhang, Liang Zhiyue, Liu Changmeng, Wang Li, du Dong, Shuhe Chang // Materials & Design. - 2022. - Vol. 215. -P. 110509. DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110509
15. Study on the NiTi shape memory alloys in-situ synthesized by dual-wire-feed electron beam additive manufacturing / Ze Pu, Dong Du, Kaiming Wang, Guan Liu, Dongqi Zhang, Haoyu Zhang, Rui Xi, Xiebin Wang, Baohua Chang // Additive Manufacturing. - 2022. - Vol. 56. -P. 102886. DOI: 10.1016/j.addma.2022.102886
16. Повышение стабильности электроннолучевого аддитивного формообразования тонкостенных изделий из титановых сплавов / А.В. Гуденко, А.П. Слива, Д.В. Шишкин, Г.С. Рагозин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. -2022. - Т. 24, № 3. - С. 80-91. DOI: 10.15593/22249877/2022.3.10. - EDN ALDPSD.
17. Применение процессов свс для получения in situ алюмоматричных композиционных материалов, дискретно армированных наноразмерными частицами карбида титана. Обзор / А.П. Амосов, А.Р. Луц, Е.И. Лату-хин, А.А. Ермошкин // Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya. - 2016. - Vol. 1. - P. 39-49. DOI: 10.17073/0021-3438-2016-1-39-49.
18. Goncharov A.L., Chulkov I.S., Titarev E.K. Investigation of the thermal state of parts to justify the possi-
bility of additive forming of nitinol blanks in situ // KEM. - 2021. - Vol. 887. - P. 46-53. DOI: 10.4028/www.scientfic.net/KEM.887.46. - EDN AYGANL.
19. Гуденко А.В., Слива А.П., Шишкин Д.В. Влияние параметров технологических разверток на формирование валиков при электронно-лучевом аддитивном формообразовании // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2021. - Т. 23, № 3. - С. 27-38. - DOI: 10.15593/2224-9877/2021.3.03. -EDN ZSYLJD.
20. Муслов С.А., Ярема И.В., Данилевская О.В. Сплав Ti-50,8 ат.% Ni и технологии живых систем // Успехи современного естествознания. - 2008. - № 2. -С. 91-92. - EDN IJRQGD.
21. Uruzbaev R.M. Assessment of chemical composition and microbiological properties of titanium nickelide supernatant // Acta Biomedica Scientifica. - 1993. -Vol. 3. - P. 111-115. DOI: 10.29413/ABS.2018-3.1.17
22. Физико-технологические свойства композиционного материала на основе порошка титанового сплава ВТ22 / О.В. Романова, О.Ф. Рыбалко, Б.Р. Гель-чинский [и др.] // Титан. - 2017. - № 2(55). - С. 4-7. -EDN ZXPSDP.
23. Возможности применения инновационных материалов с памятью формы в нефтяной промышленности / Р.В. Агиней, В.О. Некучаев, Е.В. Семиткина, М.В. Терентьева // Нефтегазовое дело. - 2020. - Т. 18, № 1. - С. 39-47. - DOI: 10.17122/ngdelo-2020-1-39-47. -EDN SDIOUO.
24. Zhang Li, Wu Chaohua. Preparation Method for Metallographic Specimen of Iron-Carbon and Siliconaluminium Alloy // Journal of Physics: Conference Series. -2022. - Vol. 2338. - P. 012047. DOI: 10.1088/17426596/2338/1/012047
25. Пучков П.В. Методика и особенности подготовки микрошлифов для проведения микроструктурного анализа металлов и сплавов // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) - 2018. - № 90. - С. 58-64.
References
1. Kuzovkin A.V., Suvorov A.P., Sukhochev G.A., Rodionov A.O. Tekhnologicheskie vozmozhnosti kombi-nirovannykh i additivnykh protsessov v formoobrazovanii protochnykh poverkhnostei gidrooborudovaniia [Technological capabilities of combined and additive processes in shaping hydraulic equipment flow surfaces]. Nasosy. Turbiny. Sistemy, 2014, no. 1(10), pp. 53-59.
2. Kulikov A.A., Nebyshinets Iu.V., Sidorova A.V., Balanovskii A.E. Formoobrazovanie stal'nykh zagotovok metodom additivnoi naplavki svarochnoi provolokoi. Aviamashinostroenie i transport Sibiri: sbornik statei XIV Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Irkutsk, 21-26 sentiabria 2020 goda. Irkutskii natsional'nyi issledovatel'skii tekhnicheskii universitet, 2020, pp. 78-98.
3. Baliakin A.V., Skuratov D.L., Khaimovich A.I., Oleinik M.A. Primenenie priamogo lazernogo splavleniia metallicheskikh poroshkov iz zharoprochnykh splavov v dvigatelestroenii [Application of direct laser alloying of metal powders from heat-resistant alloys in engine construction].
Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo institute, 2021, vol. 28, no. 3, pp. 202-217. DOI 10.34759/vst-2021-2-202-217.
4. Klimov V.G. Primenenie lazernoi impul'snoi naplavki pri razrabotke tekhnologii vosstanovleniia rabo-chikh lopatok turbiny gazoturbinnogo dvigatelia [Application of laser pulse surfacing for the development of gas turbine engine working blades restoration technology]. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta, 2017, vol. 24, no. 1, pp. 170-179.
5. Sychev E.A., Tarapanov A.S. Effektivnost' selek-tivnogo lazernogo spekaniia pri izgotovlenii detalei slozhnoi formy v mashinostroenii [Efficiency of selective laser sintering in the production of complex-shaped parts in mechanical engineering]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2016, no. 5(319), pp. 106-110.
6. Tilinin M.V., Pribytkov B.M. Additivnye techno-logii v otechestvennom aviastroenii: tekushchie pozitsii i napravleniia razvitiia [Additive Technologies in the Domestic Aircraft Industry: Current Position and Development Trends]. Molodoi uchenyi, 2019, no. 47(285), pp. 133-138.
7. Mitrianin A.V. Postroenie obraztsov iz titana additivnymi tekhnologiiami poroshkovogo splavleniia [Construction of titanium samples by additive powder alloying technology]. Aktual'nye problemy raketno-kosmicheskoi tekh-niki (VII Kozlovskie chteniia): materialy VII Vse-rossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Samara, 31 avgusta 2021 goda. Federal'noe gosudarstvennoe biudzhet-noe uchrezhdenie nauki Samarskii federal'nyi issledova-tel'skii tsentr Rossiiskoi akademii nauk, 2021, pp. 343-355.
8. Perevertov V.P., Andronchev I.K., Ivankova M.V. Tekhnologicheskie vozmozhnosti kontsentrirovannykh potokov energii dlia formoobrazovaniia detalei mashino-stroeniia [Technological capabilities of concentrated energy flows for shaping machine parts]. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh system, 2020, no. 1(29), pp. 76-83. DOI 10.21685/2307-4205-2020-1-9.
9. Varushkin S.V., Trushnikov D.N., Salomato-va E.S. et al. Mnogosloinaia elektronno-luchevaia naplavka provolochnym materialom [Multilayer electron-beam surfacing with wire material]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashino-stroenie, materialovedenie, 2019, vol. 21, no. 4, pp. 89-94. DOI 10.15593/2224-9877/2019.4.11.
10. Permiakov G.L., Davliatshin R.P., Belen'kii V.Ia. et al. Chislennyi analiz protsessa elektronno-luchevoi additivnoi naplavki s vertikal'noi podachei provolochnogo materiala [Numerical analysis of electron-beam additive surfacing with vertical wire feed]. Obrabotka metallov (tekhnologiia, oborudovanie, instrumenty), 2022, vol. 24, no. 3, pp. 6-21. DOI 10.17212/1994-6309-2022-24.3-6-21.
11. Kakorin D.D., Lavrent'ev A.Iu. Sposoby posloi-nogo sinteza metallicheskikh izdelii [Methods of layer-by-layer synthesis of metal products]. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki, 2021, no. 3(11), pp. 24-33. DOI 10.46573/2658-5030-2021-24-33.
12. Gudenko A.V., Sliva A.P. Formoobrazovanie izdelii slozhnoi geometrii metodom elektronno-luchevoi naplavki [Shaping products with complex geometry by the electron-beam surfacing method]. Elektronno-luchevaia svarka i smezhnye tekhnologii: sbornik materialov i
dokladov Vtoroi mezhdunarodnoi konferentsii, Moskva, 1417 noiabria 2017 goda. Natsional'nyi issledovatel'skii universitet «MEI», 2017, pp. 266-281.
13. Gudenko A.V., Sliva A.P., Shishkin D.V. Influence of the beam oscillation parameters on the porosity of electron beam freeform fabricated titanium alloy SPT-2. Journal of Physics: Conference Series: 10, 2021, p. 012005. DOI: 10.1088/1742-6596/2077/1/012005
14. Li Zixiang, Chang B., Cui Yinan, Haoyu Zhang, Liang Zhiyue, Liu Changmeng et al. Effect of twin-wire feeding methods on the insitu synthesis of electron beam fabricated Ti-Al-Nb intermetallics. Materials and Design, 2022, vol. 215, pp. 110509. DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110509
15. Ze Pu, Dong Du, Kaiming Wang, Guan Liu, Dongqi Zhang, Haoyu Zhang, Rui Xi et al. Study on the NiTi shape memory alloys in-situ synthesized by dual-wire-feed electron beam additive manufacturing. Additive Manufacturing, 2022, vol. 56, p. 102886. DOI: 10.1016/j.addma.2022.102886
16. Gudenko A.V., Sliva A.P., Shishkin D.V., Ragozin G.S. Povyshenie stabil'nosti elektronno-luchevogo additivnogo formoobrazovaniia tonkostennykh izdelii iz titanovykh splavov [Increasing the stability of electron-beam additive shaping of thin-walled products made of titanium alloys]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie, 2022, vol. 24, no. 3, pp. 80-91. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.10.
17. Amosov A.P., Luts A.R., Latukhin E.I., Ermosh-kin A.A. Primenenie protsessov svs dlia polucheniia in situ aliumomatrichnykh kompozitsionnykh materialov, diskretno armirovannykh nanorazmernymi chastitsami karbida titana. Obzor [The application of cfc processes to obtain in situ alumina-matrix composite materials discretely reinforced with nanosized titanium carbide particles. Review]. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya, 2016, vol. 1, pp. 39-49. DOI: 10.17073/0021-3438-2016-1-39-49.
18. Goncharov A.L., Chulkov I.S., Titarev E.K. Investigation of the thermal state of parts to justify the possibility of additive forming of nitinol blanks in situ. KEM, 2021, vol. 887, pp. 46-53. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.887.46.
19. Gudenko A.V., Sliva A.P., Shishkin D.V. Vliia-nie parametrov tekhnologicheskikh razvertok na formirova-nie valikov pri elektronno-luchevom additivnom formoobra-zovanii [Influence of the parameters of technological reamers on the formation of rolls during electron-beam additive shaping]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie, 2021, vol. 23, no. 3, pp. 27-38. DOI: 10.15593/2224-9877/2021.3.03.
20. Myslov S.A., Iarema I.V., Danilevskaia O.V. Splav Ti-50,8 at.% Ni i tekhnologii zhivykh sistem [Alloy Ti-50.8 at.% Ni and living systems technology]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniia, 2008, no. 2, pp. 91-92.
21. Uruzbaev R.M. Assessment of chemical composition and microbiological properties of titanium nickelide supernatant. Acta Biomedica Scientifica, 1993, vol. 3, pp. 111-115. DOI: 10.29413/ABS.2018-3.1.17
22. Romanova O.V., Rybalko O.F., Gel'chinskii B.R. et al. Fiziko-tekhnologicheskie svoistva kompozitsionnogo materiala na osnove poroshka titanovogo splava VT22 [Physical and technological properties of composite material
based on powder of titanium alloy VT22]. Titan, 2017, no. 2(55), pp. 4-7.
23. Aginei R.V., Nekuchaev V.O., Semitkina E.V., Terent'eva M.V. Vozmozhnosti primeneniia innovatsionnykh materialov s pamiat'iu formy v neftianoi promyshlennosti [Possibilities of application of innovative materials with shape memory in the oil industry]. Neftegazovoe delo, 2020, vol. 18, no. 1, pp. 39-47. DOI: 10.17122/ngdelo-2020-1-39-47.
24. Zhang Li, Wu Chaohua. Preparation Method for Metallographic Specimen of Iron-Carbon and Siliconaluminium Alloy. Journal of Physics: Conference Series, 2022, vol. 2338, p. 012047. DOI: 10.1088/17426596/2338/1/012047
25. Puchkov P.V. Metodika i osobennosti podgotovki mikroshlifov dlia provedeniia mikrostrukturno-go analiza metallov i splavov [Methods and peculiarities of preparing microslides for microstructural analysis of metals and alloys]. NovaInfo.Ru (Elektronnyi zhurnal.), 2018, 90, pp. 58-64.
Поступила: 17.01.2023
Одобрена: 09.02.2023
Принята к публикации: 03.05.2023
Об авторах
Гончаров Алексей Леонидович (Москва, Россия) - кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Технологии металлов» ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, e-mail: GoncharovAL@mpei.ru).
Чулков Иван Сергеевич (Москва, Россия) - ассистент кафедры «Технологии металлов» ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, e-mail: ChulkovIS@mpei.ru).
Нехорошев Александр Владимирович (Москва, Россия) - инженер кафедры «Технологии металлов» ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, e-mail: NekhorochevAV@mpei.ru).
Козырев Харитон Максимович (Москва, Россия) - техник «Технологии металлов» ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, e-mail: KozyrevKM@mpei.ru).
About the authors
Alexey L. Goncharov (Moscow, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Head of the Technical Department "Material technologies" of NRU "MPEI" (14, Krasnokazarmennaya str., Moscow, 111250, Russian Federation, e-mail: GoncharovAL@mpei.ru).
Ivan S. Chulkov (Moscow, Russian Federation) -assistant of the Technical Department "Material technologies" of NRU "MPEI" (14, Krasnokazarmennaya str., Moscow, 111250, Russian Federation, e-mail: ChulkovIS@mpei.ru).
Khariton M. Kozyrev (Moscow, Russian Federation) -technician of the Technical Department "Material technologies" of NRU "MPEI" (14, Krasnokazarmennaya str., Moscow, 111250, Russian Federation, e-mail: KozyrevKM@mpei.ru).
Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Государственного задания №FSWF-2023-0016 (Соглашение № 075-032023-383 от 18 января 2023 г.) в сфере научной деятельности на 2023-2025 гг.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
