Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Взаимосвязь дефектов структуры жаропрочного никелевого сплава, полученного методом селективого лазерного сплавления, стратегии и параметров сканирования

# 03, март 2016
DOI: 10.7463/0316.0834903
Файл статьи: SE-BMSTU...o132.pdf (1043.51Кб)
авторы: Быценко О. А.1,*, Чабина Е. Б.1, Филонова Е. В.1, Рогалёв А. М.1

УДК 620.1.087: 621.762

1 Всероссийский научно-исследовательский институт
авиационных материалов, Москва, Россия

Целью работы  было проведения  исследование морфологии поверхности, анализ   химического состава порошка различного фракционного состава жаропрочного сплава системы Ni-Co-Cr-Al-Ti-W-Mo-Nb, а также установление закономерностей изменения количественных параметров структуры образцов, полученных методом СЛС при различных параметрах мощности, скорости лазера и типов штриховки (шахматная, диагональная островковая и диагональная сплошная).
Исследование морфологии поверхности, микроструктуры проводили с помощью оптической, лазерной конфокальной и растровой электронной микроскопии. Определение элементного и локального фазового состава проводили с помощью рентгеноструктурного и микрорентеноспектрального анализов.
При исследовании морфологии исходного порошка установлено, что гранулы порошка имеют, в основном правильную сферическую форму, а количество дефектов строения гранул увеличивается с увеличением их размеров. Микроструктура всех гранул имеет дендритное строение. Поверхностные  дефекты представляют собой сателлиты,  аморфный панцирь, газовые поры округлой формы и расположенные в междендритных областях поры, образованные в результате усадочных процессов.
При исследовании микроструктуры образцов установлено, что размеры структурных составляющих, пор и микротрещин зависят от параметров процесса СЛС. С увеличением мощности лазера от 160 до 190 Ватт доля пор и средний диаметр пор увеличивается. При дальнейшем  увеличении мощности лазера объёмная доля пор несколько снижается, а их средний размер практически не изменяется.
Установлено, что при  постоянной мощности лазера и изменяемой скорости сканирования объёмная доля пор зависит от типа штриховки. При шахматной и сплошной диагональной штриховке при постоянной мощности лазера 180 Ватт с увеличением скорости сканирования объёмная доля пор сначала падает, а затем снова растёт, а при диагональной штриховке островками объёмная доля пор не изменяется.
При изменении значений мощности лазера в диапазоне от 160 до 170 Ватт для образцов  с шахматным типом штриховки объемная доля трещин снижается.  Для других образцов этот диапазон находится в пределах от 160 до 180 Ватт. При увеличении  мощности лазера до 190 Ватт происходит рост объемной доли трещин. При дальнейшем увеличении мощности лазера до 200 Ватт  объёмная доля трещин не меняется для диагональной сплошной штриховки, для шахматной штриховки снижается. В образце, полученном диагональной штриховкой островками, трещины не обнаружены. Установлено, что при постоянной мощности лазера 180 Ватт с увеличением скорости сканирования объёмная доля трещин уменьшается.

Список литературы
  1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  2. Каблов Е.Н. ВИАМ: 80 лет научного творчества и достижений. Современные материалы – основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3-33.
  4. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего // Автоматическая сварка. 2013. № 10. С. 23-32.
  5. Григорьев С.Н. Проблемы и перспективы развития отечественного машиностроительного производства // Справочник. Инженерный журнал. 2011. № 12. С. 3-7.
  6. Евгенов А.Г., Рогалев А.М., Неруш С.В., Мазалов И.С. Исследование свойств сплава ЭП648, полученного методом селективного лазерного сплавления металлических порошков // Труды ВИАМ. 2015. № 2. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-2-2
  7. Неруш С.В., Евгенов А.Г. Исследование мелкодисперсного металлического порошка жаропрочного сплава марки ЭП648-ВИ применительно к лазерной LMD-наплавке, а также оценка качества наплавки порошкового материала на никелевой основе на рабочие лопатки ТВД // Труды ВИАМ. 2014. № 3. DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-1-1
  8. Смуров И.Ю., Мовчан И.А., Ядройцев И.А., Окунькова А.А., Цветкова Е.В., Черкасова Н.Ю. Аддитивное производство с помощью лазера // Вестник МГТУ «Станкин». 2011. Т. 2, № 4. С. 144-146.
  9. Amato K.N., Gaytan S.M., Murr L.E., Martinez E., Shindo P.W., Hernandez J., Collins S., Medina F. Microstructures and mechanical behavior of Inconel 718 fabricated by selective laser melting // Acta Materialia. 2012. Vol. 60, iss. 5. P. 2229-2239. DOI: 10.1016/j.actamat.2011.12.032
  10. Brandl E., Heckenberger U., Holzinger V., Buchbinder D. Additive manufactured AlSi10Mg samples using Selective Laser Melting (SLM): Microstructure, high cycle fatigue, and fracture behavior // Materials & Design. 2012. Vol. 34. P. 159-169. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.07.067
  11. Григорьянц А.Г., Новиченко Д.Ю., Смуров И.Ю. Лазерная аддитивная технология изготовления покрытий и деталей из композиционного материала // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 7. С. 38-46. DOI: 10.18698/0536-1044-2011-7-38-46
  12. Смуров И.Ю., Мовчан И.А., Ядройцев И.А., Окунькова А.А., Черкасова Н.Ю., Антоненкова Г.В. Аддитивное производство с помощью лазера. Проведение экспериментальных работ // Вестник МГТУ «Станкин». 2012. № 1. С. 36-38.
  13. Toyserkani E., Khajepour A., Corbin S. Laser cladding. Boca Raton: CRS Press, 2005. 280 p.
  14. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов – гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2001. № 1. С. 3-8.
  15. Чабина Е.Б., Алексеев А.А., Филонова Е.В., Лукина Е.А. Применение методов аналитической микроскопии и рентгеноструктурного анализа для исследования структурно-фазового состояния материалов // Труды ВИАМ. 2013. № 5.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)