Разработка методики проектирования технологических процессов изготовления деталей ГТД методом селективного лазерного сплавления порошка жаропрочного сплава ВВ751П
Автор: Сотов Антон Владимирович, Проничев Николай Дмитриевич, Смелов Виталий Геннадиевич, Богданович Валерий Иосифович, Гиорбелидзе Михаил Георгиевич, Агаповичев Антон Васильевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 4-1 т.19, 2017 года.
Бесплатный доступ
Технология селективного лазерного сплавления позволяет изготавливать изделия из порошков алюминиевых, титановых, жаропрочных сплавов, нержавеющих сталей. Данные сплавы повсеместно используются в авиадвигателестроении при изготовлении основных узлов горячего тракта газотурбинных двигателей. На сегодняшний день использование технологии селективного лазерного сплавления растет при изготовлении функциональных деталей. Это, в свою очередь, требует разработки методики проектирования технологических процессов изготовления деталей, включающих в себя базы данных типовых технологических процессов. Использование методики позволит исключить влияние субъективного фактора на качество изготавливаемых изделий, а также сократить трудоемкость и стоимость на разработку технологического процесса за счет использования интегрированных в методику баз данных типовых технологических процессов. В качестве апробации разработанной методики был разработан технологический процесс изготовления жаровой трубы малоразмерного газотурбинного двигателя. Представлены результаты исследования влияния стратегии движения лазерного луча, а также влияния направления выращивания образцов на механические свойства синтезируемого материала. Установлено, что наилучшие значения предела прочности и суммарной деформации из четырех исследуемых режимов достигаются при штриховке лазерным лучом с вращением 0° - 45° - 90° и составляют 1120 МПа и 13,9% соответственно. Наилучшие значения предела прочности материала достигаются при угле наклона образца 90 градусов, где предел прочности выше на 15% и 19% относительно угла наклона 0 и 45 градусов соответственно.
Аддитивные технологии, селективное лазерное сплавление, методика проектирования, технологический процесс, металлический порошок, жаропрочный сплав, жаровая труба, анизотропия свойств, прочность
Короткий адрес: https://sciup.org/148205295
IDR: 148205295
Список литературы Разработка методики проектирования технологических процессов изготовления деталей ГТД методом селективного лазерного сплавления порошка жаропрочного сплава ВВ751П
- Технология производства авиационных газотурбинных двигателей: Учебное пособие для вузов/Ю.С. Елисеев, А.Г. Бойцов, В.В. Крымов, Л.А. Хворостухин. М.: Машиностроение, 2003. 512 с.
- Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies//Электронный ресурс. URL: http://web.mit.edu/2.810/www/files/readings/AdditiveManufacturingTerminology. pdf (дата обращения 15.04.2017).
- Иванов И.Р., Селезнев В.Д. Моделирование и исследование лазерного плавления в методе 3d печати на примере порошка алюминия//Физика. Технологии. Инновации: сборник научных трудов. 2015. Вып. 1. С. 89-95.
- Wear behavior and microstructure of hypereutectic Al-Si alloys prepared by selective laser melting/N. Kang, P. Coddet, H. Liao, T. Baur, C. Coddet//Applied Surface Science. 2016. V. 378. P. 142-149.
- Yadroitsev I., Krakhmalev P., Yadroitsava I. Selective laser melting of Ti6Al4V alloy for biomedical applications: Temperature monitoring and microstructural evolution//Journal of Alloys and Compounds. 2014. V. 583. P. 404-409.
- Шишковский И.В., Ядроитцев И.А., Смуров И.Ю. Создание объемных изделий из никелида титана методом послойного лазерного плавления//Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39. Вып. 24.
- Jia Q., Gu D. Selective laser melting additive manufactured Inconel 718 superalloy parts: High-temperature oxidation property and its mechanisms//Optics & Laser Technology. 2014. V. 62. P. 161-171.
- Селективное лазерное плавление жаропрочного никелевого сплава/В.Ш. Суфияров, А.А. Попович, Е.В. Борисов, И.А. Полозов//Цветные металлы. 2015. № 1. С. 79-84.
- Смелов В.Г., Сотов А.В., Агаповичев А.В. Исследование структуры и механических свойств изделий, полученных методом селективного лазерного сплавления из порошка стали 316L//Черные металлы. 2016. № 9. С. 61-65.
- Грязнов М.Ю., Шотин С.В., Чувильдеев В.Н. Эффект мезоструктурного упрочнения стали 316l при послойном лазерном сплавлении//Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2012. № 5(1). С. 43-50.
- Р 50-54-93-88. Рекомендации. Классификация, разработка и применение технологических процессов. М., 1988.
- Назаров А.П. Разработка технологического процесса изготовления сложнопрофильных деталей из жаропрочного кобальтового сплава методом селективного лазерного плавления: дис.. канд. техн. наук. M., 2013. 246 c.
- Мурзин С.П. Прогрессивные технологии лазерной обработки материалов. Самара.: Изд-во СНЦ РАН, 2006. 135 с.
- Van Elsen M. Complexity of selective laser melting: a new optimisation approach: Phd dissertation. Heverlee, 2007.
- Zeng K. Optimization of support structures for selective laser melting: Phd dissertation. Louisville, 2015. 201 p.
- Chua C.K., Leong K.F. 3D printing and additive manufacturing: principles and applications. Singapore, 2015. 580 p.
- Хаймович И.Н., Демьяненко Е.Г. Математическое моделирование материалов и процессов: Учебное пособие. Самара: СГАУ, 2015. 82 с.
- Безъязычный В.Ф., Крылов В.Н., Полетаев В.А. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей. М.: Машиностроение, 2005. 560 с.
- Шишковский И.В. Основы аддитивных технологий высокого разрешения. СПб.: Изд-во Питер, 2015. 348 с.