Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Формирование металлокерамических покрытий B4C - Ti-6Al-4V методом SLM

А. А. Голышев, А. М. Оришич, А. А. Филиппов

Аннотация


Исследован процесс формирования многоуровневого многослойного металлокерамического покрытия B4C - Ti-6Al-4V методом SLM. Формируемое покрытие характеризуется наличием гетерогенных зон, различающихся по механическим свойствам. Показано, что использование порошковой смеси B4C - Ti-6Al-4V с концентрацией керамики более 20 % (масс.) нецелесообразно, так как приводит к недостатку металлической матрицы и образованию трещин. При содержании 10 % (масс.) керамики в порошковой смеси со сплавом Ti-6Al-4V повышается износостойкость покрытия в 4,2 раза.

Ключевые слова


additive technologies; boron carbide; alloy Ti-6Al-4V; microstructure; microhardness; heterogeneous structure

Полный текст:

PDF

Литература


Choong Y. C., Maleksaeedi S., Eng H. et al. 4D printing of high performance shape memory polymer using stereolithography // Materials & Design. 2017. V. 126. P. 219 - 225.

Gan M., Wong C. Properties of selective laser melted spodumene glass-ceramic // Journal of the European Ceramic Society. 2017. V. 37. P. 4147 - 4154.

Соколов Ю. А., Павлушин Н. В., Кондратьев С. Ю. Новые аддитивные технологии с использованием пучка ионов // Вестник машиностроения. 2016. № 9. С. 72 - 76. (Sokolov Yu. A., Pavlushin N. V., Kondrat'ev S. Yu. New additive technologies based on ion beams // Russian Engineering Research. 2016. V. 36, No. 12. P. 1012 - 1016.)

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А., Копаев В. Н. Особенности моделирования процесса послойного синтеза изделий электронным лучом // Журнал технической физики. 2015. Т. 85, № 11. С. 91 - 96. (Rudskoi A. I., Kondrat'ev S. Y., Sokolov Y. A., Kopaev V. N. Simulation of the layer-by-layer synthesis of articles with an electron beam // Technical Physics. 2015. V. 60, No. 11. P. 1663 - 1669.)

Gu D., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms // International Materials Reviews. 2012. V. 57. P. 133 - 164.

Lu Q., Wong C. Additive manufacturing process monitoring and control by non-destructive testing techniques: challenges and in-process monitoring // Virtual and Physical Prototyping. 2018. V. 13. P. 39 - 48.

Соколов Ю. А., Кондратьев С. Ю., Лукьянов А. А. Получение изделий из композиционных материалов методом электронно-лучевого синтеза и исследование их свойств // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 2. С. 35 - 41.

Prashanth K., Debalina B., Wang Z. et al. Tribological and corrosion properties of Al - 12Si produced by selective laser melting // Journal of Materials Research. 2014. V. 29. P. 2044 - 2054.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А. Новый подход к синтезу порошковых и композиционных материалов электронным лучом. Часть 1. Технологические особенности процесса // МиТОМ. 2016. № 1(727). С. 30 - 35. (Rudskoy A. I., Kondrat'ev S. Yu., Sokolov Yu. A. New approach to synthesis of powder and composite materials by electron beam. Part 1. Technological features of the process // Metal Science and Heat Treatment. 2016. V. 58, No. 1 - 2. P. 27 - 32.).

Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А. Новый подход к синтезу порошковых и композиционных материалов электронным лучом. Часть 2. Практические результаты на примере сплава ВТ6 // МиТОМ. 2016. № 3(729). С. 40 - 44. (Kondrat'ev S. Yu., Sokolov Yu. A. New approach to electron beam synthesis of powder and composite materials. Part 2. Practical results for alloy VT6 // Metal Science and Heat Treatment. 2016. V. 58, No. 3 - 4. P. 165 - 169.).

Bartolomeu F., Buciumeanu M., Pinto E. et al. 316L stainless steel mechanical and tribological behavior a comparison between selective laser melting, hot pressing and conventional casting // Additive Manufacturing. 2017. V. 16. P. 81 - 89.

Suryawanshi J., Prashanth K., Scudino S. et al. Simultaneous enhancements of strength and toughness in an Al - 12Si alloy synthesized using selective laser melting // Acta Materialia. 2016. V. 7, Is. 5. P. 285 - 294.

Рудской А. И., Волков К. Н., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А. Физические процессы и технологии получения металлических порошков из расплава. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2018. 610 с.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А. Алгоритм и технологические процессы синтеза порошковых деталей электронным лучом в вакууме // Технология машиностроения. 2015. № 1. С. 11 - 16.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Соколов Ю. А. Технология послойного электронно-лучевого синтеза порошковых изделий в вакууме // Заготовительные производства в машиностроении. 2014. № 8. С. 40 - 45.

Nickel A. H., Barnett D. M., Prinz F. B. Thermal stresses and deposition patterns in layered manufacturing // Materials Science and Engineering: A. 2001. V. 317A. P. 59 - 64.

Vastola G., Zhang G., Pei Q. X., Zhang Y. W. Controlling of residual stress in additive manufacturing of Ti6Al4V by finite element modeling // Additive Manufacturing. 2016. V. 12. P. 231 - 239.

Thijs L., Verhaeghe F., Craeghs T. et al. A study of the microstructural evolution during selective laser melting of Ti-6Al-4V // Acta Materialia. 2010. V. 58. P. 3303 - 3312.

Hanzl P., Zetek M., Baksa T., Kroupa T. The influence of processing parameters on the mechanical properties of SLM parts // Procedia Engineering. 2015. V. 100. P. 1405 - 1413.

Vaezi M., Chianrabutra S., Mellor B., Yang S. Multiple material additive manufacturing - part 1: a review // Virtual and Physical Prototyping. 2013. V. 8. P. 19 - 50.

Fomin V. M., Golyshev A. A., Kosarev V. F. et al. Creation of heterogeneous materials on the basis of B4C and NI powders by the method of cold spraying with subsequent layer-by-layer laser treatment // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2017. V. 58. P. 947 - 955.

Miracle D. B. Metal matrix composites from science to technological significance // Composites Science and Technology. 2005. V. 65. P. 15 - 16.

Golyshev A. A., Malikov A. G., Orishich A. M., Shulyat'ev V. B. High-quality laser cutting of stainless steel in inert gas atmosphere by ytterbium fibre and CO2 lasers // Quantum Electronics. 2014. V. 44. P. 233 - 238.

Golyshev A. A., Malikov A. G., Orishich A. M., Shulyat'ev V. B. Experimental study of laser-oxygen cutting of low-carbon steel using fibre and CO2 lasers under conditions of minimal roughness // Quantum Electronics. 2014. V. 44. P. 970 - 974.

Климков Ю. М., Майоров В. С., Хорошев М. В. Взаимодействие лазерного излучения с веществом: Учебное пособие. M.: МИИГАиК, 2014. 108 с.





© Издательский дом «Фолиум», 1993–2021