Исследование влияния WAAM-наплавки на структуру и коэффициент термического линейного расширения сплава АК-5
Автор: Жаткин С.С., Никитин К.В., Дунаев Д.А., Минаков Е.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 4-2 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены результаты исследований по определению коэффициента термического линейного расширения (КТЛР) сплава Св-АК5 после WAAM-наплавки. Приведены данные измерений КТЛР выращенных заготовок при импульсной электродуговой наплавке в диапазоне температур 20-400 оС. Показано влияние условий теплоотвода на структуру зон наплавки и КТЛР выращенных заготовок. Установлено, что в нижних слоях выращенной заготовки за счет ускоренного теплоотвода в субстрат формируется более дисперсная структура по сравнению с вышележащими слоями. Повышение дисперсности структуры образца, вырезанного и изготовленного из нижних наплавленных слоев выращенной заготовки, приводит к снижению роста КТЛР при нагреве до 180-200 оС за счет увеличения площади границ зерен, тормозящих расширение «тела» зерен при нагреве. Исследовано изменение КТЛР сплава при нагреве в интервале от комнатной температуры до 400 оС в зависимости от направления наплавки и вырезки образцов для измерений. Сравнение образцов, вырезанных вдоль направления наплавки и перпендикулярно ему показало, что значения их КТЛР заметно различаются только в интервале температур от комнатной до 80 оС. При повышении температуры до 400 оС различие в КТЛР всех образцов практически исчезает, что указывает на стабильность формируемой структуры и отсутствие анизотропии теплового расширения наплавленных образцов.
Аддитивные технологии, waam-наплавка, коэффициент термического линейного расширения, микроструктура, импульсная наплавка
Короткий адрес: https://sciup.org/148329859
IDR: 148329859 | УДК: 621.791.92 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-4(2)-215-221
Investigation of the effect of WAAM surfacing on the structure and coefficient of thermal linear expansion of the AK-5 alloy
The paper presents the results of studies to determine the coefficient of thermal linear expansion (CTLE) of the Sv-AK5 alloy after WAAM surfacing. The data of CTLR measurements of grown workpieces during pulsed electric arc surfacing in the temperature range of 20-400 °C are presented. The influence of heat removal conditions on the structure of surfacing zones and CTLR of grown workpieces is shown. It has been established that in the lower layers of the grown workpiece, due to accelerated heat removal into the substrate, a more dispersed structure is formed compared to the overlying layers. An increase in the dispersion of the structure of a sample cut and prepared from the lower deposited layers of the grown workpiece leads to a decrease in the growth of the CTLR when heated to 180-200 °C due to an increase in the area of the grain boundaries, which inhibits the expansion of the “body” of the grains when heated. The change in the CTLR of the alloy during heating in the range from room temperature to 400 °C was studied depending on the direction of surfacing and cutting of samples for measurements. A comparison of samples cut along the direction of surfacing and perpendicular to it showed that their CTLR values differ noticeably only in the temperature range from room temperature to 80 °C. When the temperature increases to 400 °C, the difference in the thermal expansion of all samples practically disappears, which indicates the stability of the formed structure and the absence of anisotropy in the thermal expansion of the deposited samples.
Список литературы Исследование влияния WAAM-наплавки на структуру и коэффициент термического линейного расширения сплава АК-5
- Чуканов А.Н. Анизотропия деформации при послойном лазерном синтезе изделий/ Перспективные технологии и материалы / А.Н. Чуканов // Материалы международной научно-практической конференции 21-23 сентября 2022 года, г. Севастополь. - С. 221-225.
- Попова, М.В. Особенности изменения параметров микроструктуры и теплового расширения силуминов в зависимости от содержания в них кремния / М.В. Попова, Н.В. Кибко // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. - 2013. - № 3(5). - С. 14-16. EDN: RQDOTZ
- Попова, М.В. Перспективные алюминиевые сплавы для авиационной и космической техники / М.В. Попова, А.Н. Прудников, С.В. Долгова, М.А. Малюх // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. - 2017. - № 3(21). - С. 18-23. EDN: ZHRDAH
- Лившиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов / Б.Г. Лившиц, В.С. Крапошин, Я.Л. Липецкий. - М.: Металлургия, 1980. - 320 с. EDN: WXCOLR
- Френкель, Я.И. Введение в теорию металлов / Я.И. Френкель. - Л.: Наука, 1972. - 424 с.
- Климов, В.Г. Применение износостойких естественных композитов в технологии ремонта и модифицирования лопаток ротора газотурбинных двигателей / Климов В.Г., Никитин В.И., Никитин К.В., Жаткин С.С., Когтева А.В. // Вестник Московского авиационного института. - 2019. - Т. 26. №1. - С. 251-264. EDN: GMMVZI
- Никитин, К.В. Исследование структуры и свойств наплавленных зон из присадочной проволоки Св-АК5 при роботизированной наплавке / К.В. Никитин, Д.А. Дунаев, С.С. Жаткин, В.И. Никитин // Известия вузов. Цветная металлургия. - 2022. - Т. 22. - № 4. - С. 67-75. EDN: IBTJWG
- Лебедев, М.П. Тепловое расширение сталей с различным содержанием углерода при низких температурах / М.П. Лебедев, В.В. Макаров, П.П. Петров // Успехи современного естествознания. - 2015. - № 1, - С. 1167-1170. EDN: TWQHUZ
- Губернаторов, В.В. Роль теплового расширения в миграции границ и тройных стыков зерен при рекристаллизационном отжиге / В.В. Губернаторов, Т.С. Сычева, В.А., В.П. Пилюгин, С.А. Ольков. // Физическая мезомеханика. - 2011. - Т.14. - № 4. - С. 5-10 Казанцев. EDN: OBGLZR
- Кибко, Н.В. Формирование структуры и физико-механических свойств силуминов при обработке расплава водородсодержащими веществами / Н.В. Кибко. - Дисс… канд. техн. наук. - Новокузнецк. 2015. - 159 с.
