НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
П. В. Петровский, канд. техн. наук, эл. почта: pavelpv@inbox.ru
В. В. Чеверикин, канд. техн. наук, эл. почта: cheverikin80@rambler.ru
П. Ю. Соколов, эл. почта: sokolov@misis.ru

ОАО «Всероссийский институт легких сплавов», Москва, Россия:
А. А. Давиденко, эл. почта: aleksandr_davidenko@oaovils.ru

Представлены исследования процесса получения методом селективного лазерного плавления (СЛП) чеистых структур из коррозионностойкой стали 03Х16Н15М3 (316L). Исследованы зависимости микроструктуры и механических свойств от геометрии ячеистых структур двух типов с расчетным объемом пустот от 50 до 70 %: объемно-центрированной с вертикальными распорками и типа «сота». Размер образцов составлял 10×10×10 мм. В зависимости от геометрии ячеистых структур имеют место различный ход кривых деформации и разные значения предела текучести. Минимальное значение предела текучести показал образец с объемом пустот, равным 70 %. При разнице в объеме пустот 40 %, возникшей в результате использования рапорки различной ширины, предел текучести у образцов может отличаться от 3 до 5 раз. Показано, что при сопоставлении механических свойств объемно-центрированной с вертикальными распорками ячеистой структуры и структурой типа «сота» при отсутствии разницы в объеме пустот максимальная нагрузка при степени деформации 50 % у образца типа «сота» в 1,5 раза ниже, чем у образца с объемно-центрированной с вертикальными распорками ячеистой структурой.

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

1. Yan Ch., Hao L., Hussein A. et al. Advanced lightweight 316L stainless steel cellular lattice structures fabricated via selective laser melting / Mater. Des. 2014. Vol. 55. P. 533–541.
2. Alsalla H., Hao L., Smith Ch. Fracture toughness and tensile strength of 316L stainless steel cellular lattice structures manufactured using the selective laser melting technique // Mater. Sci. Eng. 2016. Vol. 669. P. 1–6.
3. Dumas M., Terriault P., Brailovski V. Modelling and characterization of a porosity graded lattice structure for additively manufactured biomaterials // Mater. Des. 2017. Vol. 121. Р. 383–392.
4. Köhnen P., Haase Ch., Bültmann J. et al. Mechanical properties and deformation behavior of additively manufactured lattice structures of stainless steel // Mater. Des. 2018. Vol. 145. Р. 205–2017.
5. Ivanov D., Travyanov A., Petrovskiy P. et al. 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.
6. Wang X., Xu Sh., Zhou Sh. et al. Topological design and additive manufacturing of porous metals for bone scaffolds and orthopaedic implants: A review // Biomaterials. 2016. Vol. 83. P. 127–141.
7. Xiao Z., Yang Y., Xiao R. et al. Evaluation of topology-optimized lattice structures manufactured via selective laser melting // Mater. Des. 2018. Vol. 143. Р. 27–37.
8. Travyanov A., Petrovskiy P., Cheverikin V. et al. Investigation of the influence of geometry and technological parameters of production on the structure and properties of spherical cellular structures obtained by selective laser melting // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. Vol. 1109.
9. Травянов А. Я., Дуб А. В., Петровский П. В. и др. Исследование механических свойств ячеистых структур из коррозионностойкой стали 03Х16Н15М3 в зависимости от параметров элементарной ячейки // Черные металлы. 2018. № 10. С. 59–63.
10. Травянов А. Я., Петровский П. В., Чеверикин В. В. и др. Исследование стратегий формирования изделий с ячеистыми структурами из нержавеющей стали методом селективного лазерного плавления // Металлург. 2018. № 11. С. 60–66.
11. Yadroitsev I., Gusarov A., Yadroitsava I. et al. Single track formation in selective laser melting of metal powders // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. P. 1624–1631.
12. Leary M., Mazur M., Elambasseril J. et al. Selective laser melting (SLM) of AlSi12Mg lattice structures // Mater. Des. 2016. Vol. 98. P. 344–357.
13. ГОСТ 5632–72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. — Введ. 01.01.1075.
14. ГОСТ 20899–98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибора Холла). — Введ. 01.07.2001.
15. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Ч. 1. Метод с использованием воронки. Ч. 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 01.01.1997.