Исследование пористости, морфологии микроструктуры и механических характеристик изделий, полученных селективной лазерной плавкой порошка сплава AlSi10Mg

Металлургия и материаловедение

2024. Т. 31. № 2. С. 193-205.

Авторы

Брыкин В. А.*, Рипецкий А. В.**, Коробов К. С.***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: benbrykin@yandex.ru
**e-mail: a.ripetskiy@mail.ru
***e-mail: korobovks@mai.ru

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований пористости, морфологии микроструктуры объемных образцов, а также результаты испытаний на растяжение образцов, выращенных методом селективной лазерной плавки из порошка сплава AlSi10Mg. Установлены эффективные технологические параметры процесса выращивания. Предложено компоновочное решение для синтеза объемных образцов для исследования пористости. Разработан программный компонент экспресс-анализа пористости образцов по снимкам, полученным методом рентгеновской компьютерной томографии.  Приведена оценка эффективности предлагаемой методики.

Ключевые слова:

аддитивное производство, оптимизация параметров аддитивного производства, исследование характеристик микроструктуры, селективная лазерная плавка металлопорошковых композиций, прочность, микроструктура и пористость аддитивно изготовленных изделий, экспресс-анализ физико-механических свойств

Библиографический список

  1. Alberth S. Forecasting technology costs via the experience curve—myth or magic? // Technological Forecasting and Social Change. 2008. Vol. 75. No. 7, pp. 952-983. DOI: 10.1016/j.techfore.2007.09.003
  2. Миронов Д.Р., Асылгужин Т.Р., Скорынина С.Е. Обзор рынка аддитивных технологий // Интеллектуальная собственность и инновации: сборник трудов X международной научно-практической конференции (26 апреля 2018; Екатеринбург). – Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2018. С. 132–137.
  3. Смелов В.Г., Кокарева В.В., Чупин П.В., Дмитриев Д.Н. Проектирование технологического процесса селективного лазерного сплавления жаропрочного сплава для изготовления горелочного устройства // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 131–141. DOI: 10.34759/vst-2023-1-131-141
  4. Дмитриева М.О., Мельников А.А., Носова Е.А., Кяримов Р.Р., Кржевицкий Г.Е. Исследование формирования микроструктуры титанового сплава ВТ6 при изготовлении крыльчатки компрессора малоразмерного газотурбинного двигателя методами аддитивных технологий // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 196–203. DOI: 10.34759/vst-2023-2-196-203
  5. Балякин А.В., Скуратов Д.Л., Хаймович А.И., Олейник М.А. Применение прямого лазерного сплавления металлических порошков из жаропрочных сплавов в двигателестроении // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 3. С. 202–217. DOI: 10.34759/vst-2021-3-202-217
  6. Шувалова А.М., Филимонов А.С., Галиновский А.Л. Исследование возможности применения технологии селективного лазерного спекания для изготовления аэродинамических моделей // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 46–50. DOI: 10.34759/vst-2023-2-46-50
  7. Huang R., Riddle M.E., Graziano D. et al. Environmental and economic implications of distributed additive manufacturing: The case of injection mold tooling // Journal of Industrial Ecology. 2017. Vol. 21. No. S1, pp. 130–143. DOI: 10.1111/jiec.12641
  8. Agrawal R. Sustainable design guidelines for additive manufacturing applications // Rapid Prototyping Journal. 2022. Vol. 28. No. 7, pp. 1221-1240. DOI: 10.1108/RPJ-09-2021-0251
  9. Алексеев В.В., Бобров А.Н., Калугин К.С. Исследование комплексных прочностных характеристик моделей газовых турбин, изготовленных аддитивными методами // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 43–50.
  10. Чемодуров А.Н. Применение аддитивных технологий в производстве изделий машиностроения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 8–2. С. 210-217.
  11. Song B., Dong S., Liao H., Coddet C. Process parameter selection for selective laser melting of Ti6Al4V based on temperature distribution simulation and experimental sintering // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2012. Vol. 61, pp. 967-974. DOI: 10.1007/s00170-011-3776-6
  12. Абрамов И.В., Абрамов В.И. Перспективы и проблемы использования аддитивных технологий в России в условиях антироссийских санкций // Техника и технология современных производств: сборник статей III Всероссийской научно-практической конференции (25–26 апреля 2022; Пенза). – Пенза: Изд-во Пензенский ГАУ, 2022. С. 3–7.
  13. Абрамов И.В., Лукина Ю.Д., Абрамов В.И. Обеспечение развития аддитивных технологий в России в условиях санкций // Russian Economic Bulletin. 2022. Т. 5. № 4. С. 198–204.
  14. Ripetskiy A.V., Brykin V.A., Mikhailova E.V. et al. Automation of the single-track study for L-PBF additive manufacturing processes (for AlSi10Mg powder) // XVI International Scientific and Practical Conference “State and Prospects for the Development of Agribusiness - INTERAGROMASH 2023” (01–05 марта 2023; Rostov-on-Don, Russia). – Rostov-on-Don: EDP Sciences, 2023. Vol. 413: 04016. DOI: 10.1051/e3sconf/202341304016
  15. Kempen K. Yasa E., Thijs L. et al. Microstructure and mechanical properties of Selective Laser Melted 18Ni-300 steel // Physics Procedia. 2011. Vol. 12. Part A, pp. 255-263. DOI: 10.1016/j.phpro.2011.03.033
  16. Trevisan F., Calignano F.,  Lorusso M.et al. On the selective laser melting (SLM) of the AlSi10Mg alloy: process, microstructure, and mechanical properties // Materials. 2017. Vol. 10. No. 1. DOI: 10.3390/ma10010076
  17. Yadroitsev I., Bertrand P., Smurov I. Parametric analysis of the selective laser melting process // Applied Surface Science. 2007. Vol. 253. No. 19, pp. 8064-8069. DOI: 10.1016/j.apsusc.2007.02.088
  18. Yadroitsev I., Gusarov A.V., Yadroitsava I. et al. Single track formation in selective laser melting of metal powders // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. No. 12, pp. 1624-1631. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2010.05.010
  19. Гришин Д.В. Разработка эффективных форм кадрового обеспечения производственного процесса в авиастроительной отрасли // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 209–219.
  20. Хачатурян К.С., Пономарева С.В., Шведов А.Ю. Стратегическое планирование внедрения прорывных технологий в ракетно-космическую промышленность // Информационно-экономические аспекты стандартизации технического регулирования. 2019. № 2 (48). URL: http//:iea.gosinfo.ru.ieastr_2019_02/#2019_02_Page15
  21. Найм У.А.М., Ермаков Д.Н., Мельрников В.М., Казенков О.Ю. Перспективы применения аддитивных технологий в России в отраслевом ракурсе (на примере авиационной промылшенности) // Computational nanotechnology. 2022. T. 9. № 2. С. 56–66. DOI: 1033693/2313-223X-2022-9-2-56-66

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024