Розмір шрифту:
АНАЛІЗ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗАГОТОВОК ЗІ СПЛАВУ Inconel 718, ОТРИМАНИХ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ SLS
Остання редакція: 2021-05-20
Тези доповіді
На сьогодні впровадження адитивних технологій дає змогу зменшити масу виробів, спростити їх конструкцію, знизити витрати часу та коштів на розробку, виготовлення та їх експлуатацію [1].
Особливо актуальним є питання застосування в адитивному виробництві порошкових матеріалів з жароміцних сплавів, що обумовлено проблемами, викликаними їх складним хімічним складом, недостатньою теплопровідністю і схильністю до усадки [2]. Так широкого застосування адитивні технології знайшли при виробництві жароміцних нікелевих сплавів типу Inconel 718, Inconel 939, ЭП648ПС, ЭП648, ЭП741НП, ВЖ159 та інших.
У роботі пропонується виготовлення заготовок методом селективного лазерного спікання (SLS) на установці «EOS M400» зі сплаву Inconel 718. Зразки були піддані операції гарячого ізостатичного пресування з наступною термообробкою у відповідності до вимог ASM 5662M. У якості вихідних матеріалів використовували порошки фірми «LPW» (Великобританія).
Порівняння механічних властивостей сплаву Inconel 718 (табл. 1) в залежності від направлення побудови зразків з нормами ASM 5662M (для сплаву Inconel 718) та ТУ 14-1-3905-85 (для аналогічного сплаву ЭП718-ВД (ИД)) показало на значне перевищення вимог, передбачених для прутків з деформованого сплаву ЭП718-ВД (ИД). Було встановлено, що для горизонтальних зразків значення межі міцності при розтягуванні (σв), відносного подовження після розриву (δ) та відносного звуження (Ψ) виші, ніж вертикальних зразків на 1,6%, 3,5% та 4,3% відповідно. Значення ж межі плинності умовної (σ0,2), ударної в'язкості (KCU) та модуля пружності (σт) для горизонтальних зразків навпаки нижчі вертикальних зразків на 0,7%, 16% та 2% відповідно. Показано, що значення твердості та діаметра відбитку як для горизонтальних, так і для вертикальних зразків однакові та складають в середньому 392 НВ та 3,08 мм відповідно.
Таблиця 1 – Механічні властивості зразків зі сплаву Inconel 718
Жароміцні властивості циліндричних термооброблених зразків зі сплаву Inconel 718 (при температурі 650 оС та навантаженні 687 МПа) також відповідають нормам AMS 5662M: час до руйнування ≈ в 4,5 разів перевищує норми AMS 5662M, при цьому значення тривалої міцності горизонтальних зразків ≈ на 10% вищі, ніж вертикальних зразків.
Література:
1. Перспективы применения аддитивных технологий для создания деталей и узлов авиационных газотурбинных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей / Л.А. Магеррамова, Ю.А. Ножницкий, С.А. Волков и др. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т 18. №3. С. 81–98.
2. Исследование структуры и свойств образцов Inconel 738, полученных методом селективного лазерного сплавления (SLS) / М.О. Дмитриева, А.А. Мельников, А.М. Головач и др. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020. №1(51). С. 23–31.
Особливо актуальним є питання застосування в адитивному виробництві порошкових матеріалів з жароміцних сплавів, що обумовлено проблемами, викликаними їх складним хімічним складом, недостатньою теплопровідністю і схильністю до усадки [2]. Так широкого застосування адитивні технології знайшли при виробництві жароміцних нікелевих сплавів типу Inconel 718, Inconel 939, ЭП648ПС, ЭП648, ЭП741НП, ВЖ159 та інших.
У роботі пропонується виготовлення заготовок методом селективного лазерного спікання (SLS) на установці «EOS M400» зі сплаву Inconel 718. Зразки були піддані операції гарячого ізостатичного пресування з наступною термообробкою у відповідності до вимог ASM 5662M. У якості вихідних матеріалів використовували порошки фірми «LPW» (Великобританія).
Порівняння механічних властивостей сплаву Inconel 718 (табл. 1) в залежності від направлення побудови зразків з нормами ASM 5662M (для сплаву Inconel 718) та ТУ 14-1-3905-85 (для аналогічного сплаву ЭП718-ВД (ИД)) показало на значне перевищення вимог, передбачених для прутків з деформованого сплаву ЭП718-ВД (ИД). Було встановлено, що для горизонтальних зразків значення межі міцності при розтягуванні (σв), відносного подовження після розриву (δ) та відносного звуження (Ψ) виші, ніж вертикальних зразків на 1,6%, 3,5% та 4,3% відповідно. Значення ж межі плинності умовної (σ0,2), ударної в'язкості (KCU) та модуля пружності (σт) для горизонтальних зразків навпаки нижчі вертикальних зразків на 0,7%, 16% та 2% відповідно. Показано, що значення твердості та діаметра відбитку як для горизонтальних, так і для вертикальних зразків однакові та складають в середньому 392 НВ та 3,08 мм відповідно.
Таблиця 1 – Механічні властивості зразків зі сплаву Inconel 718
Жароміцні властивості циліндричних термооброблених зразків зі сплаву Inconel 718 (при температурі 650 оС та навантаженні 687 МПа) також відповідають нормам AMS 5662M: час до руйнування ≈ в 4,5 разів перевищує норми AMS 5662M, при цьому значення тривалої міцності горизонтальних зразків ≈ на 10% вищі, ніж вертикальних зразків.
Література:
1. Перспективы применения аддитивных технологий для создания деталей и узлов авиационных газотурбинных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей / Л.А. Магеррамова, Ю.А. Ножницкий, С.А. Волков и др. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т 18. №3. С. 81–98.
2. Исследование структуры и свойств образцов Inconel 738, полученных методом селективного лазерного сплавления (SLS) / М.О. Дмитриева, А.А. Мельников, А.М. Головач и др. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020. №1(51). С. 23–31.
Full Text:
PDF