Дослідження якості матеріалу зразків, отриманих методом селективного лазерного сплавлення (slm) з порошку сплава in718
Processy litʹâ, 2021, Tom 144, №2, p.12-22
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2021.02.012Ключові слова:
селективне лазерне сплавлення, термічна обробка, механічні властивості, жароміцні властивості, макроструктура, мікроструктураАнотація
Надійшла 19.02.2021
УДК 669.24.002.8:621.01
Проведено дослідження якості матеріалу зразків, виготовлених зі сплаву IN718 методом селективного лазерного сплавлення (SLM) в різних напрямках з порошку, який отримали методом відцентрового розпилення. Встановлено, що механічні властивості при кімнатній температурі (20 0С) зразків зі сплаву IN718 (як горизонтальних, так і вертикальних) відповідають вимогам AMS 5662M. Проведення термообробки сприяє підвищенню та стабілізації механічних властивостей. Для вертикальних зразків характерне деяке зниження міцності (в межах вимог AMS 5662M) та підвищення пластичних властивостей порівнянно зі значеннями горизонтальних зразків. При цьому механічні властивості зразків зі сплаву IN718 (як вертикальних, так і горизонтальних) при 20 0С значно перевищують властивості сплаву ЕП718-ВД (ІД). Короткочасні механічні випробування зразків після термообробки при температурах 500, 600 і 700 0С показали, що підвищення температури призводить до зниження міцності сплаву IN718. Механічні властивості зразків зі сплаву IN718 (як вертикальних, так і горизонтальних) при 500, 600 і 700 0С перевищують властивості сплаву ЕП718-ВД (ІД) при зазначених температурах. Жароміцні властивості термооброблених зразків (як горизонтальних, так і вертикальних) відповідають вимогам AMS 5662M. Час до руйнування в ~7,8 разів перевищує зазначені вимоги. При цьому значення тривалої міцності горизонтальних зразків в ~1,7 раза нижче, ніж вертикальних.Мікроструктура зразків, виготовлених методом селективного лазерного сплавлення (SLM), до проведення термообробки має дендритну будову, являє собою Ni-Fe-Cr γ-твердий розчин з наявністю карбідів і карбонітридів, та є характерною для сплаву IN718. У мікроструктурі досліджуваних зразків (вирощених як в напрямку XY, так і в напрямку Z) спостерігається структурна неоднорідність, обумовлена формуванням зерен, витягнутих у напрямку зростання зразка, а також зон пошарового сплавлення. Термічна обробка сприяє отриманню більш однорідної структури за рахунок вирівнювання хімічного складу між зонами пошарового сплавлення. При підвищенні температури короткочасних механічних випробувань до 700 0С відбувається деяке огрубіння структури внаслідок коагуляції інтерметалідних фаз.
Посилання
Shalin, R. E., Svetlov, I. L., Kachanov, E. B. et al. (1997). Single crystals of nickel heat-resistant alloys. M.: Mashinostroenie. 336 p. [in Russian].
Tsivirko, É. I., Zhemanyuk, P.D., Klochikhin, V. V., Naumik, V. V. and Lunev, V. V. (2001). Crystallization processes, structure and properties of castings from high-temperature nickel alloys. Metal Science and Heat Treatment. No. 10, 13–17. [in English].
Ilyin, A. A., Garanin, S. V., Koshkin, V. V., Filatov, A. A. (2007). Experience in using prototyping technology for the manufacture of parts for aircraft units. Foundry. No. 6. P. 39–41. [in Russian].
Balaka E. V. (2011). The main factors of influence on the process of forming parts with the help of layer-by-layer growing technologies (Rapid Prototyping). Visoki technologies in machine- building: zb. sciences. good. Kharkiv: NTU "KhPI". 2011. Iss. 1 (21). P. 29–36. [in Russian].
Gnatenko, M. et al. (2019). Detecting the influence of heat sources on material properties when prodaction aviation parts by a direct energy deposition method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. No. 1 (12). P. 49–55. [in English].
Gnatenko, M., Naumyk, V., Matkovska, M. (2019). Influence of sources of heating and protective gases on the properties of the material obtained by the direct deposition / MS and T 2019. Mate- rials Science and Technology. P. 68–74. [in English].
Hohmann, M., Brooks, G., Spiegelhauer, C. (2005). Production methods and applications for high-quaIity metaI powders and sprayformed product/ Produktionsmethoden und Anwendungen fur qualitativ hochwertige Metallpulver und spruhkompaktierte Halbzeuge. Stahl und Eisen, 125, no. 4. [in English]. 8. Tsantrizos, P. G. et al. Method of production of metal and ceramic powders by plasma atomization. Pat. US № 5707419, date of issue: 13 Jan1998. [in English].
Zlenko, M. A., Nagaitsev, M. V., Dovbysh, V. M. (2015). Additive technologies in mechanical engineering. A guide for engineers. Moscow: SSC RF FSUE "NAMI", 2015. 220 p. [in Russian].
Yasa E. et al. (2011). The investigation of the influence of laser remelting on density, surface quality and microstructure of selective laser melting parts. Rapid Prototyping Journal. Vol. 17. Iss. 5. Р. 312–327. [in English].
Klochikhin V. V., Rud N. D., Naumik V. V., Chigileichik E. V. (2017). Influence of the powder alloying vector on the properties of samples made by additive technology. Technological syst- ems. No. 3. P. 70–81. [in Russian].
Zhemanyuk, P., Klochikhin, V., Naumyk, V., Rud, N. (2018). Effect of the powder fusion vector onthe properties of samples, manufactured by additive technology. Materials Science and Techno- logy 2018, MS and T 2018. P. 105–112. [in English].
Aviation materials: reference book / ed. R. E. Shalina. 6th ed., Rev. and add. M.: ONTI, 1989. P. 182–193. [in Russian].
Sims Ch., Hagel V. (1976). Heat-resistant alloys. Moscow: Metallurgy, 1976. P. 107– 137. [in Russian].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 В. В. Клочихін, П. А. Касай; К. Б. Балушок; В. Г. Шило, *В. В. Наумик
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
