ВЛИЯНИЕ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ПЛАВЛЕНИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПЕРЕПЛАВОМ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗОВАННЫХ СЛОЕВ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЖАРОПРОЧНОЙ СТАЛИ 15Х25Т

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования технологического процесса селективного лазерного плавления (СЛП) показало значительное повышение качества синтезируемых объектов. При неправильном подборе технологических режимов при производстве изделий из жаропрочной стали могут возникнуть различные дефекты (поры, трещины, непроплавы), которые существенно снижают механические свойства материала. Устранение дефектов при селективном лазерном плавлении может быть достигнуто за счет оптимизации режима обработки лазерным лучом. В качестве такой стратегии обработки предложен повторный переплав сформированного валика или его термическая обработка лазерным излучением без расплавления металла при повторном проходе лазера без подачи порошка. Исследования влияния повторного лазерного переплава закристаллизовавшихся треков на микроструктуру и механические свойства деталей, изготовленных из порошков коррозионностойких и жаропрочных сталей, в настоящее время актуальны. Представлены исследования влияния режимов выращивания образцов жаропрочной стали марки 15Х25Т на структуру и механические свойства. Исследованы механические свойства, жаростойкость и коррозионная стойкость образцов стали марки 15Х25Т, полученных СЛП с дополнительным переплавом ранее перекристаллизованных треков. Показано, что полученный материал превосходит по комплексу механических свойств деформированный полуфабрикат из стали марки 15Х25Т. В образцах выявлены значительные остаточные напряжения (примерно 236 МПа). Использование дополнительного переплава позволяет понизить этот уровень до 108 МПа. Результаты микроструктурного анализа поверхностного слоя образцов стали марки 15Х25Т, полученных СЛП с дополнительным лазерным переплавом перекристаллизованных треков (мощность лазера 135 Вт и скорость сканирования 450 мм/с), выявили снижение шероховатости поверхности образца с 62 до 12 – 15 мкм.

Об авторах

Анна Петровна Адылина

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitr1eva@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-6763-9278
SPIN-код: 4076-9283
Россия

Виктор Васильевич Овчинников

Московский политехнический университет

Email: vikov1956@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2948-2202
SPIN-код: 3367-9330

Иван Сергеевич Кушнир

Московский политехнический университет

Email: kushn1r_ivan@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-5032-468X
SPIN-код: 3925-7441

То Мань Хунг

Московский политехнический университет

Email: manhhungxm@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-3987-313X

Список литературы

  1. Сапрыкина Н.А., Сапрыкин А.А. Влияние условий послойного лазерного спекания на качество спеченного поверхностного слоя из кобальтхроммолибденового порошка. В кн.: Актуальные проблемы в машиностроении. Материалы первой Международной научно-практической конференции. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2014:119–123.
  2. Zhou X., Li K., Zhang D., Liu X., Ma J., Liu W., Shen Z., Textures formed in a CoCrMo alloy by selective laser melting. Journal of Alloys and Compounds 2015;631:153–164. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.096
  3. Граф Б., Гоок С.Э., Гуменюк А.В., Ретмайер М. Комбинированные лазерные аддитивные технологии производства лопаток турбин сложной геометрической формы. Глобальная ядерная безопасность. 2016;3(20):34–42.
  4. Sghaier T.A.M., Sahlaoui, Mabrouki T., Sal-lem H., Rech J. Selective laser melting of stainless-steel a review of process, microstructure, mechanical properties and post-processing treatments. International Journal of Material Forming. 2023;16(4):1–12. https://doi.org/10.1007/s12289-023-01769-w
  5. Nandhakumar R., Venkatesan K. A process parameters review on selective laser melting-based additive manufacturing of single and multi-material: microstructure, properties, and machinability aspects. Materials Today Communications. 2023;35(9-10).
  6. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.105538
  7. Lu J., Zhuo L. Additive manufacturing of titanium alloys via selective laser melting: Fabrication, microstructure, post-processing, performance and prospect. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2023;111(8). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2023.106110
  8. Song X., Zhang Y. Progress of high-entropy alloys prepared using selective laser melting. Science China Materials. 2023;66:4165–4181.
  9. Chen X., Wen K., Mu W., Zhang Y., Shan Huang, Liu W. Effect of layer-by-layer laser remelting process on the microstructure and performance of selective laser melting 316L stainless steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023;128:2221–2236.
  10. Bouabbou A., Vaudreuil S. Understanding laser-metal interaction in selective laser melting additive manufacturing through numerical modelling and simulation: a review. Virtual and Physical Prototyping. 2022;17:543–562. https://doi.org/10.1080/17452759.2022.2052488
  11. Khan, H.M., Waqar, S., Koç, E. Evolution of temperature and residual stress behavior in selective laser melting of 316L stainless steel across a cooling channel. Rapid Prototyping Journal. 2022;28(7):1272‒1283.
  12. https://doi.org/10.1108/RPJ-09-2021-0237
  13. Zhang C., Zheng H., Yang L., Li Y., Jin J., Cao W., Yan Ch., and Sh Y. Mechanical responses of sheet-based gyroid-type triply periodic minimal surface lattice structures fabricated using selective laser melting. Materials & Design. 2022;214. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110407
  14. Zhai W., Zhou W., Zhu Z. Selective laser melting of 304L and 316L stainless steels: a comparative study of microstructures and mechanical properties. Steel Research international. 2022;93(7). https://doi.org/10.1002/srin.202100664
  15. Waqar S., Guo K., Sun J. Evolution of residual stress behavior in selective laser melting (SLM) of 316L stainless steel through preheating and in-situ re-scanning techniques. Optics & Laser Technology. 2022;149:107806. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107806
  16. Uçak N., Çiçek A., Aslantaş K. Machinability of 3D printed metallic materials fabricated by selective laser melting and electron beam melting: A review. Journal of Manufacturing Pro-cesses. 2022;80(9):414–457.
  17. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.06.023
  18. Yao D., Wang J., Li M-P., Zhao T., Cai Y., An X., Zou, R., Zhang H., Fu H., Yang X., Zou Q. Segregation of 316L stainless steel powder during spreading in selective laser melting based additive manufacturing. Powder Tech-nology. 2022;397:117096–117096.
  19. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.117096
  20. Gatões D., Alves R., Alves B., Vieira M.T. Selective Laser Melting and Mechanical Properties of Stainless Steels. Materials. 2022;15(21). https://doi.org/10.3390/ma15217575
  21. Галиновский А. Л., Филимонов А. С., Рогалев Р.С., Свешников А.С., Кравченко И.Н., Орлов М.А. Исследование баз данных материалов для технологии селективного лазерного плавления. Электрометаллургия. 2022;3:18–27. EDN: TABTZE.
  22. https://doi.org/10.31044/1684-5781-2022-0-3-18-27.
  23. Афанасьева Л. Е., Измайлов В.В., Новосе-лова М.В. Шероховатость поверхности образцов нержавеющей стали, полученных по технологии селективного лазерного плавления. В кн.: Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел, деталей технологического и энергетического оборудования. 2021;14:62–66.
  24. EDN: PTMGXO.
  25. То М.Х., Сафонов Е.В., Адылина А.П., Овчинников В.В. Механические свойства и микроструктура стали 12Х18Н10Т, полученной методом селективного лазерного плавления. Заготовительные производства в машиностроении. 2022;20(6):282–287. EDN: OAYGSJ. https://doi.org/10.36652/1684-1107-2022-20-6-282-287
  26. Зельдович В.И., Хомская И.В., Хейфец А.Э., Абдуллина Д.Н. Структурные изменения при нагреве в аустенитной нержавеющей стали, полученной методом селективного лазерного плавления. Физика металлов и металловедение. 2022;123(9):971–977. EDN: KRARUS. https://doi.org/10.31857/S0015323022090133.
  27. Кривилев М.Д., Харанжевский Е.В., Камаева Л.В., Закирова Р.М. Анализ уровня остаточных напряжений в компактных образцах из стали 316L, полученных методом селективного лазерного плавления. В кн.: Берн-штейновские чтения по термомеханиче-ской обработке металлических материалов: Сборник тезисов. Научно-технический семинар. Москва, 25–27 октября 2022 г. Москва: Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», 2022:82. EDN: IZCBUI.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).