Исследование химического состава, структуры и механических свойств сплава ЭП648, полученного методами деформации, литья по выплавляемым моделям и селективного лазерного сплавления

Исследованы химический состав, структура и механические свойства жаропрочного никелевого сплава марки ЭП648, полученного разными способами: деформацией, литьем по выплавляемым моделям и селективным лазерным сплавлением. Показано, что деформированный материал характеризуется низкой пористостью, повышенными ударной вязкостью и пластичностью, литой – имеет более крупное зерно, высокий уровень длительной прочности и малоцикловой усталости, а для материала, полученного методом селективного лазерного сплавления, характерны повышенное содержание кислорода и азота, наличие мелкозернистой структуры с сильно выраженной разнозернистостью и наследственностью, а также повышенная кратковременная прочность.

жаропрочный сплав, деформация, литье, селективное лазерное сплавление, химический состав, структура, прочность, пластичность, усталость, ударная вязкость

1. Каблов Е. Н., Сидоров В. В., Каблов Д. Е., Мин П. Г., Ригин В. Е. Ресурсосберегающие технологии выплавки перспективных литейных и деформируемых супержаропрочных сплавов с учетом переработки всех видов отходов // Электрометаллургия. – 2016. – № 9. – С. 30–41.

2. Мин П. Г., Вадеев В. Е., Калицев В. А., Крамер В. В. Рафинирование некондиционных отходов деформируемых никелевых сплавов в вакуумной в вакуумной индукционной печи // Технология металлов. – 2015. – № 4. – С. 8–13.

3. Мин П. Г., Вадеев В. Е., Крамер В. В. Технология полной переработки отходов деформируемых жаропрочных сплавов // Вестник машиностроения. – 2019. – № 5. – С. 71–75.

4. Федотов А. В. Новые технологии порошковой металлургии // Материалы в машиностроении. – 2012. – № 1 (76) . – С. 53–56.

5. B r e me n S., M e i n e r s W., D i a t l ov A. Selective Laser Melting. A manufacturing technology for the future? // Laser Tech. J. – 2012. – Т. 9, N 2. – С. 33–38.

6. Евгенов А. Г., Рогалев А. М., Неруш С. В., Мазалов И. С. Исследование свойств сплава ЭП648, полученного методом селективного лазерного сплавления металлических порошков // Труды ВИАМ. – 2015. – № 2. – С. 2.

7. Евгенов А. Г., Рогалев A. M., Карачевцев Ф. Н., Мазалов И. С. Влияние горячего изостатического прессования и термической обработки на свойства сплава ЭП648, синтезированного методом селективного лазерного сплавления // Технология машиностроения. – 2015. – № 9. – С. 11–16.

8. Каблов Д. Е., Сидоров В. В., Мин П. Г., Вадеев В. Е. Влияние примесей и лантана на эксплуатационные свойства сплава ЖС36-ВИ // Металлургия машиностроения. – 2015. – № 6. – С. 19–23.

9. Мин П. Г., Каблов Д. Е., Сидоров В. В., Вадеев В. Е. Влияние примесей серы, фосфора и кремния на структуру и свойства монокристаллов никелевых жаропрочных сплавов // Материаловедение. – 2018. – № 8. – С. 13–18.

10. Мин П. Г., Сидоров В. В., Каблов Д. Е., Вадеев В. Е. Рафинирование монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов от примесей серы и кремния и нейтрализация вредного влияния фосфора // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. № 4 (52). Ст. 04. С. 33–41. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-4-4-4.

11. Каблов Д. Е., Сидоров В. В., Мин П. Г., Пучков Ю. А. Влияние поверхностноактивных примесей и добавки лантана на структуру и свойства монокристаллического жаропрочного никелевого сплава ЖС36 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. № 4 (52). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-4-2-2.

12. Me rc e l i s P., K ru th J.-P. Residual stresses in selective laser sintering and selective laser melting // Rapid Prototyp. J. – 2006. – Т. 12, N 5. – С. 254–265.

13. S on g B. и др. Microstructure and tensile properties of iron parts fabricated by selective laser melting // Opt. Laser Technol. Elsevier. – 2014. – Т. 56. – С. 451–460.

14. A ma t o K.N. и др. Microstructures and mechanical behavior of Inconel 718 fabricated by selective laser melting // Acta Mater. – 2012. – Т. 60, N 5. – С. 2229–2239.

15. Сидоров В. В., Мин П. Г., Бурцев В. Т., Каблов Д. Е., Вадеев В. Е. Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование реакций рафинирования в вакууме сложнолегированных ренийсодержащих никелевых расплавов от примесей серы и кремния // Вестник РФФИ. – 2015. – № 1 (85). – С. 32–36.

16. Мин П. Г., Вадеев В. Е., Калицев В. А., Крамер В. В. Технология получения деформируемого сплава ВЖ175 для дисков ГТД из кондиционных отходов // Металлург. – 2015. – № 9. – С. 76–80.

17. Каблов Е. Н. Настоящее и будущее аддитивных технологий // Металлы Евразии. – 2017. – № 1. – С. 2–6.

18. Каблов Е. Н. Аддитивные технологии – доминанта национальной технологической инициативы // Интеллект и технологии. – 2015. – № 2 (11) . – С. 52–55.

19. Быценко О. А., Чабина Е. Б., Филонов а Е. В., Рогалев А. М. Взаимосвязь дефектов структуры жаропрочного никелевого сплава, полученного методом селективного лазерного сплавления, стратегии и параметров сканирования // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. – 2016. – № 3. – С. 121–132.

20. Назаркин Р. М., Петрушин Н. В., Рогалев А. М. Структурно-фазовые характеристики сплава ЖС32-ВИ, полученного методами направленной кристаллизации, гранульной металлургии и селективного лазерного сплавления // Труды ВИАМ. – 2017. – № 2 (50). – С. 2.

21. Оспенникова О. Г., Наприенко С. А, Медведев П. Н., Крупнина О. А., Рогалев А. М. Особенности структуры сплава Ti–6Al–4V, полученного методом селективного лазерного сплавления // Труды ВИАМ. – 2019. – № 10 (82). – С. 2.

22. B i ed u n k i e w i cz A., B i e d u n k i ew i c z W., F i g i e l P., G r z e s i a k D. Preparation of stainless steel–TiC composite by selective laser melting // Chem. Listy. – 2011. – N 105. – P. 773–774.

23. G h osh S.K., S a h a P., K i s ho r e S. Influence of size and volume fraction of SiC particulates on properties of ex situ reinforced Al–4.5Cu–3Mg metal matrix composite prepared by direct metal laser sintering process // Mater. Sci. Eng. A. – 2010. – V. 527, N 18–19. – P. 4694–4701.

24. Y a s a E., D e c ker s J., K r u th J. The investigation of the influence of laser re- melting on density, surface quality and microstructure of selective laser melting parts // Rapid Prototyp. J. – 2011. – V. 17, N 5. – С. 312–327.

25. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1 (34) . – С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

26. Механик Е. А., Мин П. Г., Гундобин Н. В., Растегаева Г. Ю. Разработка методики определения массовой доли серы в жаропрочных никелевых сплавах и сталях в диапазоне концентраций от 0,0001 до 0,0009% // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. № 9. Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-12-12.

27. Алексеев А. В., Якимович П. В., Мин П. Г. Определение примесей в сплаве на основе Nb методом ИСП-МС. Часть I // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. № 6. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-6-4-4.

28. Алексеев А. В., Якимович П. В., Мин. П. Г. Определение примесей в сплаве на основе ниобия методом ИСП-МС. Часть II // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. № 7. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.15877/2307-6046-2015-0-7-3-3.

29. Мин П. Г., Вадеев В. Е., Рогалев А. М., Князев А. Е. Исследование химического состава, структуры и механических свойств сплава ЭП648 на различных этапах аддитивного производства // Материаловедение. – 2018. – № 12. – С. 17–22.

30. Каблов Д. Е., Сидоров В. В., Мин П. Г. Закономерности поведения азота при получении монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и его влияние на эксплуатационные свойства // МиТОМ. – 2014. – № 1. – С. 8–12.

31. Каблов Д. Е., Сидоров В. В., Мин П. Г. Влияние примеси азота на структуру монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и разработка эффективных способов его рафинирования // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С.32–36.

32. Каблов Д. Е., Чабина Е. Б., Сидоров В. В., Мин П. Г. Исследование влияния азота на структуру и свойства монокристаллов из литейного жаропрочного сплава ЖС30-ВИ // МиТОМ. – 2013. – № 8. – С. 3–7.