Journals →  Черные металлы →  2018 →  #10 →  Back

Аддитивные технологии
ArticleName Исследование механических свойств ячеистых структур из коррозионностойкой стали 03Х16Н15М3 в зависимости от параметров элементарной ячейки
ArticleAuthor А. Я. Травянов, А. В. Дуб, П. В. Петровский, В. В. Чеверикин
ArticleAuthorData

НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
А. Я. Травянов, канд. техн. наук, директор Института экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех), эл. почта: trav@misis.ru

П. В. Петровский, канд. техн. наук, заместитель директора ЭкоТех

В. В. Чеверикин, канд. техн. наук, старший научный сотрудник


АО «Наука и инновации», Москва, Россия:
А. В. Дуб, первый заместитель генерального директора

Abstract

Аддитивные технологии позволяют получать металлические изделия сложной формы, в том числе содержащие ячеистые структуры, которые снижают массу детали и придают ей особенные свойства. В настоящее время метод селективного лазерного плавления является перспективным направлением для исследований, так как применение данной технологии отличается низкими затратами и возможностью получать изделия практически любой формы. Кроме того, существует множество неизученных аспектов в технологии производства и структурообразования материала. В работе представлены результаты исследований микроструктуры и механических свойств на растяжение ячеистых структур типа BCT (объемно-центрированная тетрагональная) различной конфигурации из стали марки 03Х16Н15М3, CAD-модели которых были подготовлены с использованием российского специализированного программного обеспечения для топологической оптимизации и изготовлены по технологии селективного лазерного плавления на российской установке MeltMaster3D550. Показано, что уровень механических свойств зависит от конфигурации ячеек, диаметра распорок и объема пустот. При этом при использовании ячеистых структур типа BCT + X,Y,Z достигается максимальный уровень свойств: при объеме пустот 65 % (диаметр распорки 0,5 мм) предел прочности составляет 38 %, а предел текучести — 49 % показателей для сплошного образца.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки в рамках соглашения № 14.578.21.0210 от 03.10.2016 года, уникальный номер RFMEFI57816X0210.

keywords Ячеистые структуры, аддитивные технологи, селективное лазерное плавление, механические свойства, коррозионностойкая сталь
References

1. Хомутов М. Г., Травянов А. Я., Петровский П. В., Чеверикин В. В. Структура и свойства сплава ЭП708, полученного в процессе послойного лазерного плавления // Цветные металлы. 2018. № 4. С. 49–55. DOI: 10.17580/tsm.2018.04.06
2. Хомутов М. Г., Травянов А. Я., Петровский П. В., Чеверикин В. В., Дубин А. И. Сравнение усталостных характеристик образцов сплава ЭП708, полученных методами селективного лазерного плавления и горячей прокатки // Металлург. 2018. № 3. С. 84–88.
3. Логинов Ю. Н., Степанов С. И., Юдин А. В., Третьяков Е. В. Соотношения механических свойств и плотности для титана, полученного аддитивным методом // Цветные металлы. 2018. № 5. C. 51–55. DOI: 10.17580/tsm.2018.05.07
4. Смелов В. Г., Сотов А. В., Агаповичев А. В. Исследование структуры и механических свойств изделий, полученных методом селективного лазерного сплавления из порошка стали 316 L // Черные металлы. 2016. № 9. С. 61–66.
5. Суфияров В. Ш., Попович А. А., Борисов Е. В., Полозов И. А. Селективное лазерное плавление титанового сплава и изготовление заготовок деталей газотурбинных двигателей // Цветные металлы. 2015. № 8. С. 76–80. DOI: 10.17580/tsm.2015.08.11
6. Суфияров В. Ш., Борисов Е. В., Полозов И. А., Масайло Д. В. Управление структурообразованием при селективном лазерном плавлении // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 68–74. DOI: 10.17580/tsm.2018.07.11
7. Xiao Z., Yang Y., Xiao R., Bai Y., Song Ch., Wang D. Evaluation of topology-optimized lattice structures manufactured via selective laser melting // Mater. Des. 2018. Vol. 143. P. 27–37.
8. Köhnen P., Haase Ch., Bültmann J., Ziegler S., Schleifenbaum J., Bleck W. Mechanical properties and deformation behavior of additively manufactured lattice structures of stainless steel // Mater. Des. 2018. Vol. 145. P. 205–2017.
9. Gibson L. J., Ashby M. F. Cellular solids: structure and properties. 2nd ed. — Cambridge : Cambridge University Press, 1999. — 532 р.
10. Ivanov D., Travyanov A., Petrovskiy P., Cheverikin V., Alekseeva E., Khvan A., Logachev I. Evolution of structure and properties of the nickel-based alloy EP718 after the SLM growth and after different types of heat and mechanical treatment // Additive Manufacturing. 2017. Vol. 18. P. 269–275.
11. Doubenskaia M., Domashenkov A., Smurov I., Petrovskiy P. Study of Selective Laser Melting of intermetallic TiAl powder using integral analysis // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2018. Vol. 129. P. 1–14.
12. Yadroitsev I., Gusarov A., Yadroitsava I., Smurov I. Single track formation in selective laser melting of metal powders // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210, Iss. 12. P. 1624–1631.
13. ГОСТ 5632–72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменениями № 1–5). — Введ. 01.01.1975. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2004. — 31с.
14. ГОСТ 20899–98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибор Холла). — Введ. 01.07.2001. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2001. — 6 с.
15. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 01.01.1997. — М. : ИПК Издательство стандартов, 1996. — 13 с.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back