Руководитель
Описание
Возможности технологии аддитивного производства является привлекательной для производства заготовок деталей различных отраслей промышленности, в первую очередь для изготовления геометрически сложных объектов. Селективное лазерное плавление (СЛП) - это процесс аддитивного производства путем плавления порошкового слоя материала толщиной 20-100 мкм с использованием лазера. Этот процесс позволяет получить тонкую микроструктуру, но не позволяет получить плотный металл. Это обстоятельство делает необходимым использование горячего изостатического прессования заготовки для улучшения его механических свойств.
Улучшение механических свойств суперсплавов является приоритетом при производстве деталей, выдерживающих высокие температуры. Для достижения наилучших механических характеристик сплава Inconel 718 важно использовать двухступенчатую термическую обработку, включающую термообработку на твердый раствор и старение, такая термообработка способствует выделению упрочняющих частиц интерметаллических соединений в матрице. Дополнительные возможности по увеличению механических свойств может быть достигнуто путем включения в матрицу Inconel 718 некоторых керамических и карбидных частиц, таких как TiC, WC, BN и TiB2.
Проведенное исследование изготовления металломатричных композитов Inconel 718/TiC установило, что добавление 1 масс.% микронных или 1 масс.% наноразмерных частиц имеет аналогичную эффективность в повышении твердости композитного материала; эффект составляет примерно 5% для заготовки после изготовления методом селективного лазерного плавления и около 20% для материала после горячего изостатического прессования и термообработки.
Добавление 1 масс.% микро- и нано-TiC и использование горячего изостатического прессования с термообработкой увеличивает механическую прочность Inconel 718, изготовленного селективным лазерным плавлением примерно на 3,5% и 6,5% соответственно при комнатной температуре и на 5% и 7% соответственно при 700 °C. Кроме того, наблюдается снижение относительного удлинения на 8% и 26% соответственно при комнатной температуре и на 24% и 38% соответственно при 700 °C.
Область применения
Металло-керамические композиты, изготовленные с применением аддитивных технологий, могут найти применение при создании новых изделий и конструкции авиационной промышленности, энергетики, нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленности, атомного машиностроения и др.
Основные преимущества
Сложная геометрическая форма изделий доступная для аддитивного производства, позволяющая повысить характеристики, снизить материалоемкость и вес конструкции, а применение металло-керамических композиционных материалов дает возможность повысить прочностные характеристики, увеличить изностойкость и твердость, что в совокупности обеспечивают новый уровень эксплуатационных свойств.