Открытый доступ
Платный доступ или доступ для подписчиков
Влияние режима селективного лазерного сплавления на структуру и свойства сплава на основе алюминида титана Ti2AlNb
Аннотация
Исследовано влияние температуры нагрева подложки при селективном лазерном сплавлении (СЛС) по разным режимам на относительную плотность, фазовый состав, структуру, твердость и механические свойства сплава Ti – 23Al – 25Nb (О-сплава). Проведено гидростатическое взвешивание, микроиндентирование и испытания на растяжение полученных образцов. Выполнены рентгеноструктурный фазовый, спектральный и структурный анализы. Получены зависимости относительной плотности, параметров кристаллической решетки β- и О-фаз, твердости, содержания алюминия от относительной плотности энергии лазера (ОПЭ) при СЛС О-сплава с температурами подложки 600 и 700 °C. Рассмотрена эволюция пористости и структуры О-сплава, полученного при СЛС по различным режимам. Определена структура О-сплава после СЛС при ОПЭ = 21 Дж/мм3, температуре подложки 700 °C и старения при 800 °C, 30 мин. Показано благоприятное влияние такого старения на комплекс механических свойств О-сплава при температурах испытания 600 и 700 °C.
Ключевые слова
Литература
Kumpfert J. Intermetallic alloys based on orthorhombic titanium aluminide // Advanced engineering materials. 2001. V. 3, No. 11. P. 851 – 864.
Chen W., Li J. W., Xu L., Lu B. Development of Ti2AlNb alloys: opportunities and challenges // Advanced materials & processes. 2014. No. 5. P. 23 – 27.
Zhou Y. H., Li W. P., Wang D. W. et al. Selective laser melting enabled additive manufacturing of Ti22Al25Nb intermetallic: Excellent combination of strength and ductility, and unique microstructural features associated // Acta Materialia. 2019. V. 173. P. 117 – 129.
Polozov I., Sufiiarov V., Kantyukov A. et al. Microstructure, densification, and mechanical properties of titanium intermetallic alloy manufactured by laser powder bed fusion additive manufacturing with high-temperature preheating using gas atomized and mechanically alloyed plasma spheroidized powders // Additive Manufacturing. 2020. V. 34. 101374.
Zixiang Li, Yinan Cui, Li Wang et al. An investigation into Ti – 22Al – 25Nb in-situ fabricated by electron beam freeform fabrication with an innovative twin-wire parallel feeding method // Additive Manufacturing. 2022. V. 59. 102552.
Zhang S., Xi M., Liu R. et al. Fabricating Ti – 22Al – 25Nb intermetallic with ductility higher than 25 % by advanced printing technique: Point-Forging and laser-deposition // Mater. Sci. Eng. A. 2022. V. 850. 143520. DOI: 10.1016/j.msea. 2022.143520
Grigoriev A., Polozov I., Sufiiarov V., Popovich A. In-Situ synthesis of Ti2AlNb-based intermetallic alloy by selective laser melting // J. Alloys Compd. 2017. V. 704. P. 434 – 442. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.02.086
Polozov I., Sufiiarov V., Kantyukov A., Popovich A. Selective laser melting of Ti2AlNb-based intermetallic alloy using elemental powders: effect of process parameters and post-treatment on microstructure, composition, and properties // Intermetallics. 2019. V. 112. DOI: 10.1016/j.intermet.2019.106554
Yang X., Zhang B., Bai Q., Xie G. Correlation of microstructure and mechanical properties of Ti2AlNb manufactured by slm and heat treatment // Intermetallics. 2021. V. 139. Art. 107367. DOI: 10.1016/j.intermet.2021.107367
Илларионов А. Г., Демаков С. Л., Степанов С. И. и др. Влияние режима селективного лазерного сплавления на структуру, текстуру, свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана Ti2AlNb // Металлург. 2024. № 6. С. 50 – 55.
Polozov I., Kantyukov A., Starikov K. et al. Effects of heat treatment on microstructure and properties of selective laser melted titanium aluminide alloy / In: Proceedings of the METAL 2021 – 30th Anniversary International Conference on Metallurgy and Materials, Brno, Czech Republic, 26 – 28 May 2021. P. 121 – 126. DOI: 10.37904/metal.2021.4076
Polozov I., Sufiiarov V., Kantyukov A. et al. Tailoring microstructure and properties of graded Ti – 22Al – 25Nb/SiC and Ti – 22Al – 25Nb/Ti – 6Al – 4V alloys by in-Situ synthesis during selective laser melting // Mater. Today Proc. 2019. V. 30. P. 672 – 678. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.01.520
Illarionov A. G., Demakov S. L., Karabanalov M. S. et al. Structure, properties and phase transformations in feedstock Ti2AlNb powder used for additive manufacturing // Letters on Materials. 2024. V. 14, No. 1(53). P. 66 – 71. DOI: 10.48612/letters/2024-1-66-71
Illarionov A. G., Stepanov S. I., Naschetnikova I. A. et al. A review-additive manufacturing of intermetallic alloys based on orthorhombic titanium aluminide Ti2AlNb // Materials. 2023. V. 16. No. 991. DOI: 10.3390/ma16030991
Rezaeifar H., Elbestawi M. Porosity formation mitigation in laser powder bed fusion process using a control approach // Optics & Laser Technology. 2022. V. 147. 107611. DOI: 10.1016/j.optlastec.2021.107611
Huang Y., Fleming T. G., Clark S. J. et al. Keyhole fluctuation and pore formation mechanisms during laser powder bed fusion additive manufacturing // Nat Commun. 2022. V. 13, No. 1170. DOI: 10.1038/s41467-022-28694-x
Demakov S. L., Komolikova E. M., Vodolazskii F. V., Popov A. A. A Diagram of isothermal decomposition of the -phase in Ti – 22Al – 26Nb – 0.5Zr – 0.4Mo alloy // Materials Science. 2008. V. 44, Is. 3. P. 374 – 379.
Tang Y. J., Zhang Y. Z., Liu Y. T. Numerical and experimental investigation of laser additive manufactured Ti2AlNb-based alloy // J. Alloys Compd. 2017. V. 727. P. 196 – 204. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.08.069
Popov A. A., Illarionov A. G., Grib S. V. et al. Phase and structural transformations in the alloy on the basis of the orthorhombic titanium aluminide // The Physics of Metals and Metallography. 2008. V. 106, Is. 4. P. 399 – 410.
Демаков С. Л., Илларионов А. Г., Степанов С. И. и др. Влияние термического воздействия на структуру, фазовый состав, свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана, полученного селективным лазерным сплавлением // Металлург. 2024. № 8. С. 47 – 54.
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.3.33-41
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026