Исследование структуры и механических свойств образцов, полученных методом селективного лазерного сплавления из металлического порошка жаропрочного сплава ВЖ-159 (ХН58МБЮ)
Автор: Кяримов Р.Р., Смелов В.Г., Алексеев В.П.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 4 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
В данной работе представлены результаты определения оптимальных параметров селективного лазерного сплавления (СЛС) металлического порошка жаропрочного сплава ВЖ-159 (ХН58МБЮ). Опытным путем и с применением математических методов планирования и анализа экспериментов по определению влияния технологических параметров сплавления на предел прочности материала, установлены рациональные режимы СЛС, а именно, мощность лазерного излучения, шаг сканирования, скорость сканирования. Мощность лазерного излучения P ( X1 ) и скорость сканирования v ( X2 ) были выбраны в качестве основных варьируемых параметров полнофакорного плана эксперимента, а предел прочности σ В, МПа ( Y ), был представлен в качестве зависимой переменной от выбранных факторов. Были определены механические свойства образцов, изготовленные СЛС, зависящие также от объемной плотности энергии, равной отношением лазерной мощности к произведению скорости, шага сканирования и толщины слоя. При проведении эксперимента удалось получить приемлемый показатель качества - механические свойства, для определенного диапазона технологических параметров СЛС. Проведено исследование микроструктуры материала сплавленных образцов жаропрочного сплава ВЖ-159 (ХН58МБЮ), проведены химический и гранулометрический анализ исходного порошка.
Селективное лазерное сплавление, аддитивное производство, план эксперимента, вж159, химический состав, предел прочности
Короткий адрес: https://sciup.org/148327956
IDR: 148327956 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-4-36-46
Список литературы Исследование структуры и механических свойств образцов, полученных методом селективного лазерного сплавления из металлического порошка жаропрочного сплава ВЖ-159 (ХН58МБЮ)
- Каблов, Е.Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи / Е.Н. Каблов // Авиационные материалы. Избранные труды ВИАМ 1932–2002. М.: МИСИС-ВИАМ, 2002. – C. 23-47.
- Каблов, Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России / Е.Н. Каблов. – М.: ВИАМ, 2015. – 557 с.
- J.C. Najmon, S. Raeisi, A. Tovar, 2 – Review of additive manufacturing technologies and applications in the aerospace industry. In Additive Manufacturing for the Aerospace Industry, F. Froes, R. Boyer, Eds., Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2019, pp. 7–31. Available online: https://www.sciencedirectcom/science/article/pii/B9780128140628000029 (accessed on 10 September 2022).
- J. Vora, H. Parmar, R. Chaudhari, S. Khanna, M. Doshi, V. Patel, Experimental investigations on mechanical properties of multi-layered structure fabricated by GMAW-based WAAM of SS316L. J. Mater. Res. Technol. 2022, 20, 2748–2757. Available online: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422013072 (accessed on 10 September 2022).
- Z. Chen, Understanding of the Modeling Method in Additive Manufacturing. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020, 711, 012017.
- International Organization for Standardization. Additive manufacturing – General principles – Terminology. ISO/ASTM 52900. 2018. Available online: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:isoastm: 52900:dis:ed-2:v1: en (accessed on 10 September 2022).
- Wang, D.; Liu, L.; Deng, G.; Deng, C.; Bai, Y.; Yang, Y.; Wu, W.; Chen, J.; Liu, Y.; Wang, Y.; et al. Recent progress on additive manufacturing of multimaterial structures with laser powder bed fusion. Virtual Phys. Prototyp. 2022, 17, 329–365.
- Yap, C.Y.; Chua, C.K.; Dong, Z.L.; Liu, Z.H.; Zhang, D.Q.; Loh, L.E.; Sing, S.L. Review of selective laser melting: Materials and applications. Appl. Phys. Rev. 2015, 2, 041101.
- Qiu, C.; Al Kindi, M.; Aladawi, A.S.; Al Hatmi, I. A Comprehensive Study on Microstructure and Tensile Behavior of a Selectively Laser Melted Stainless Steel. Sci. Rep. 2018, 8, 1–16.
- Charles, A.; Elkaseer, A.; Thijs, L.; Hagenmeyer, V.; Scholz, S.G. Effect of Process Parameters on the Generated Surface Roughness of Down-Facing Surfaces in Selective Laser Melting. Appl. Sci. 2019, 9, 1256.
- Perevoshchikova, N.; Rigaud, J.; Sha, Y.; Heilmaier, M.; Finnin, B.; Labelle, E.;Wu, X. Optimisation of Selective Laser Melting Parameters for the Ni-Based Superalloy IN-738 LC Using Doehlert’s Design. Rapid Prototyp. J. 2017, 23, 881–892.
- Zhou, Y.; Abbara, E.; Jiang, D.; Azizi, A.; Poliks, M.D.; Ning, F. High-cycle fatigue properties of curvedsurface AlSi10Mg parts fabricated by powder bed fusion additive manufacturing. Rapid Prototyp. J. 2022, 28, 7.
- Giri, N.C.; Das, M.N. Design and Analysis of Experiments; Wiley: New Delhi, India, 1986.
- Агаповичев, А.В. Применение современных математических методов планирования и анализа экспериментов при решении задач оптимизации режимов СЛС: методические указания / А.В. Агаповичев, В.Г. Смелов, А.В. Сотов. – Самара: Самарский университет, 2016. – 26 с.
