student
студент
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Metal Technology and Aviation Materials Science
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения
student
студент
PhD (Engineering), assistant professor of Chair of Metal Technology and Aviation Materials Science
кандидат технических наук, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Engine Production Techniques, senior researcher of Innovative Production Technologies Institute (IPIT-216)
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологий производства двигателей, старший научный сотрудник ИПИТ-216
PhD (Engineering), assistant of Chair of Engine Production Techniques, junior researcher of Innovative Production Technologies Institute (IPIT-216)
кандидат технических наук, ассистент кафедры технологий производства двигателей, младший научный сотрудник ИПИТ-216
assistant Chair of Engine Production Techniques, junior researcher of Innovative Production Technologies Institute (IPIT-216)
ассистент кафедры технологий производства двигателей, младший научный сотрудник ИПИТ-216
Currently, the selective laser melting technique (SLM) with the use of powder metallic materials is a promising area in the aircraft and engine technology. Due to this technique, it is possible to produce parts with any complexity configuration at fewer expenses for tooling and mechanical processing and the prototyping of goods becomes simpler as well. The issue of application of powder materials of heat-resisting alloys in the additive production is particularly topical, which is due to the problems caused by their complex chemical composition, insufficient thermal conductivity, and shrinkage tendency. The paper studies the influence of laser output power on the microstructure and properties of specimens of Inconel 738 heat-resisting nickel alloy produced with the help of a commercial 3-D printer using the SLM printing technology. Moreover, the authors considered the way of improvement of the specimens’ mechanical properties through the improvement of microstructure after SLM and further heat treatment. The authors carried out the metallographic and electron microscopic study of the initial material and the specimens grown using the SLM technology at the laser output power of 75, 100, 125, and 325 W; analyzed the microstructure evolution in the result of heating caused by the growth of supply energy. Further heat treatment made it possible to study the influence of step quenching on the microstructure and mechanical properties of specimens. Further heat treatment made it possible to study the influence of step quenching on the microstructure and mechanical properties of specimens. The authors determined the optimum technological parameters of laser emission to produce parts from Inconel 738 heat-resisting alloy using the SLM technique and produced parts with the minimum quantity of the defects. The study identified that heat treatment, including step quenching, improves the mechanical properties - ultimate resistance, yield limit, and percent elongation - through the “healing” and the defects’ size reduction.
Метод селективного лазерного сплавления (SLM) с применением порошковых металлических материалов в настоящее время является перспективным направлением в авиа- и двигателестроении. Благодаря этому методу возможно производство деталей c конфигурацией любой сложности при меньших затратах на оснастку и дополнительную механическую обработку, упрощается также прототипирование изделий. Особенно актуальным является вопрос применения в аддитивном производстве порошковых материалов из жаропрочных сплавов, что обусловлено проблемами, вызванными их сложным химическим составом, недостаточной теплопроводностью и склонностью к усадке. Работа посвящена изучению влияния мощности лазерного излучения на микроструктуру и свойства образцов из жаропрочного никелевого сплава Inconel 738, полученных с помощью промышленного 3D-принтера по технологии печати SLM. Дополнительно рассмотрен способ повышения механических свойств образцов за счет улучшения микроструктуры после SLM и последующей термической обработки. Проведены металлографические и электронно-микроскопические исследования исходного материала и образцов, выращенных по технологии SLM при мощности лазерного излучения 75, 100, 125 и 325 Вт. Проанализирована эволюция микроструктуры в результате нагрева, обусловленного ростом подводимой энергии. Последующая термообработка позволила исследовать влияние ступенчатой закалки на микроструктуру и механические свойства образцов. Определены оптимальные технологические параметры лазерного излучения для изготовления деталей методом SLM из жаропрочного сплава Inconel 738. Получено изделие с минимальным количеством дефектов. Установлено, что термическая обработка, включающая в себя ступенчатую закалку, повышает механические свойства - предел прочности, предел текучести и относительное удлинение за счет «залечивания» и уменьшения размера дефектов.