ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ГРАНУЛ СПЛАВА ВТ6, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЦЕНТРОВЕЖНОГО ПЛАЗМЕННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено математическое моделирование движения и охлаждения порошковых частиц сплава ВТ6, получаемых методом центробежного плазменного распыления вращающегося электрода. Расчеты, проведенные для частиц размерами 30, 50 и 70 мкм в защитной среде 90%Не-10%Аг при скорости вращающейся заготовки 25000 мин-1, показали, что расплавленные частицы всех размеров затвердевают на малых расстояниях (~10 см) от заготовки. Скорости охлаждения частиц на начальном участке движения достигают величин порядка 3,6·105–1,5·106 К/с. Временные интервалы кристаллизации частиц (их полное затвердевание) составляют ~0,3–1 мс. Для полученных после разделения трех фракций гранул сплава ВТ6 проведены исследования изменения микроструктуры, микротвердости, химического и фазового составов. Рентгеновским микроанализом на растровом электронном микроскопе установлено равномерное распределение основных элементов в сечениях гранул, а также несущественное различие в элементном составе исследованных фракций, что в целом свидетельствует об однородности полученного порошка. Показано, что структура частиц разных фракций различалась по параметрам кристаллической решетки и состояла из смеси двух твердых растворов, что, вероятно, связано с разницей в скоростях охлаждения и содержаниях легирующих компонентов. Отмечено, что в гранулах после центробежного распыления наблюдается повышенная (по сравнению с исходным слитком) микротвердость, при этом с увеличением среднего размера частиц средние значения микротвердости уменьшались.

Об авторах

И. А Логачев

ФГАОУ ВО Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС»

Москва, Россия

А. Г Гнедовец

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Москва, Россия

С. Н Анучкин

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: AnuchkinSN@yandex.ru
Москва, Россия

О. А Комолова

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Москва, Россия

К. В Григорович

ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Добровольский, М.В. Жидкостные ракетные двигатели / М.В. Добровольский – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 486 c. –
  2. Пацук, Е.Б. Проблемы и перспективы развития ракетно-космической отрасли / Е.Б. Пацук, И.С. Коршакевич // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. Т.3. №13.
  3. Криштофор, А.П. Изменение конкурентных позиций России на мировом рынке космической продукции / А.П. Криштофор // Вестник университета. 2019. №5.
  4. Milewski, J.O. Additive Manufacturing of Metals: From Fundamental Technology to Rocket Nozzles, Medical Implants, and Custom Jewelry / J.O. Milewski – Springer Series in Materials Science. 2017. 343 p.
  5. Логачева, А.И. Аддитивные технологии производства ответственных изделий из металлов и сплавов (обзор) / А.И. Логачева, Ж.А. Сентюрина, И.А. Логачев // Перспективные материалы. 2015. №5. C.5–15. –
  6. Gasser, А. Laser additive manufacturing. Laser metal deposition (LMD) and selective laser melting (SLM) in turbo-engine application / А. Gasser, G. Backes, I. Kelbassa, A. Weisheit, K. Wissenbach // Laser Technik Journal. 2010. V.7. Is.2. P.58–63.
  7. Carter, L.N. The influence of the laser scan strategy on grain structure and cracking behaviour in SLM powder-bed fabricated nickel superalloy / L.N. Carter, C. Martin, Ph.J. Withers, M.M. Attallah // J. Alloys and Compounds. 2014. V.615. Р.338–347.
  8. Bikas, H. Additive manufacturing methods and modeling approaches: a critical review / H. Bikas, P. Stavropoulos, G. Chryssolouris // Int. J. Adv. Manufac. Techn. 2016. V.83. Is.1–4. P.389–405.
  9. Yadroitsev, I. Parametric analysis of the selective laser melting process / I. Yadroitsev, Ph. Bertrand, I. Smurov // Appl. Surf. Sci. 2007. V.253. Is.19. P.8064–8069.
  10. Srivatsan, T.S. Additive Manufacturing: Innovations, Advances, and Applications / T.S. Srivatsan, T.S. Sudarshan – Boca Raton: CRC Press. 2016. 476 p.
  11. Yadroitsev, I. Strategy of manufacturing components with designed internal structure by selective laser melting of metallic powder / I. Yadroitsev, L. Thivillon, Ph. Bertrand, I. Smurov // Appl. Surf. Sci. 2007. V.254. Is.4. P.980–983.
  12. Meier, H. Experimental studies on selective laser melting of metallic parts / H. Meier, Ch. Haberland // Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2008. V.39. Is.9. P.665–670.
  13. Yasa, E. Microstructural investigation of Selective Laser Melting 316L stainless steel parts exposed to laser remelting / E. Yasa, J.-P. Kruth // Procedia Eng. 2011. V.19. P.389–395.
  14. Kruth, J.P. Selective laser melting of iron-based powder / J.P. Kruth, L. Froyen, J. Van Vaerenbergh, P. Mercelis, M. Rombouts, B. Lauwers // J. Mater. Proc. Techn. 2004. V.149. Is.1–3. P.616–622.
  15. Chen, G. A comparative study of Ti-6Al-4V powders for additive manufacturing by gas atomization, plasma rotating electrode process and plasma atomization / G. Chen, S.Y. Zhao, P. Tan, J. Wang, C.S. Xiang, H.P. Tang // Powd. Techn. 2018. V.333. P.38–46.
  16. Sun, Yu. Comparison of virgin Ti-6Al-4V powders for additive manufacturing / Yu Sun, M. Aindow, R.J. Hebert // Add. Manufact. 2018. V.21. P.544–555.
  17. Ashgriz N. Handbook of Atomization and Sprays. Theory and Applications / N. Ashgriz – Springer, 2011. 951 p.
  18. Озерской, Н.Е. Получение сферических порошков сплава ВТ6 для применения в технологии селективного лазерного плавления / Н.Е. Озерской, А.А. Попович, Б.С. Ермаков // Научно-технические ведомости СПБПУ. Естественные и инженерные науки. 2019. №14. С.107–115. –
  19. Liu, Y. A novel model of calculating particle sizes in plasma rotating electrode process for superalloys / Y. Liu, S. Liang, Z. Han, J. Song, Q. Wang // Powd. Techn. 2018. V.336. P.406–414.
  20. Yamanoglu, R. Microstructural investigation of as cast and PREP atomised Ti-6Al-4V alloy / R. Yamanoglu, R.M. German, S. Karagoz, W.L. Bradbury, M. Zeren, W. Li, E.A. Olevsky // Powd. Met. 2011. V.54(5). P.604–607.
  21. Wosch, E. Rapid solidification of steel droplets in the plasma-rotating-electrode-process / E. Wosch, S. Feldhaus, T. El Gammal // ISIJ Int. 1995. V.35. Is.6. P.764–770.
  22. Cui, Y. Effects of plasma rotating electrode process parameters on the particle size distribution and microstructure of Ti-6Al-4V alloy powder / Y. Cui, Y. Zhao, H. Numata, H. Bian, K. Wako, K. Yamanaka, K. Aoyagi, C. Zhang, A. Chiba // Powd, Techn. 2020. V.376. P.363–372.
  23. Рудской, А.И. Физические процессы и технологии получения металлических порошков из расплава / А.И. Рудской, К.Н. Волков, С.Ю. Кондратьев, Ю.А. Соколов. – Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического университета, 2018. 610 с. –
  24. Fauchais, P.L. Thermal Spray Fundamentals: From Powder to Part / P.L. Fauchais, J.V.R. Heberlein, M.I. Boulos. – New York: Springer Science & Business Media, 2014. 1566 p.
  25. Wolff, S.J. A framework to link localized cooling and properties of directed energy deposition (DED)-processed Ti-6Al-4V / S.J. Wolff, S. Lin, E.J. Faierson, W.K. Liu, G.J. Wagner, J. Cao // Acta Materialia. 2017. V.132. P.106–117.
  26. Poling, B.E. The Properties of Gases and Liquids / B.E. Poling, J.M. Prausnitz, J.P. O’Connell. – New York: Mcgraw-Hill. 2001. 803 p.
  27. Bich, E. The viscosity and thermal conductivity of pure monatomic gases from their normal boiling point up to 5000 K in the limit of zero density and at 0.101325 MPa / E. Bich, J. Millat, E. Vogel // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1990. V.19. Is.6. P.1289–1305.
  28. Mills, K.C. Recommended values of thermophysical properties for selected commercial alloys / K.C. Mills. – Cambridge: Woodhead publishing. 2002. 249 p.
  29. Bartsch, K. Material modeling of Ti-6Al-4V alloy processed by laser powder bed fusion for application in macro-scale process simulation / K. Bartsch, D. Herzog, B. Bossen, C. Emmelmann // Mater. Sci.Eng: A. 2021. V.814. Art.141237.
  30. Логачев, И.А. Исследование динамики изменения структуры сплава ВТ6 от слитка к сплавленному материалу / И.А. Логачев, М.В. Железный, О.А. Комолова, К.В. Григорович // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2020. Т.63, №8, С.623–630. –

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».