Особенности процесса селективного лазерного плавления из конструкционной стали 28Х3СНМВФА

Селективное лазерное плавление — одна из наиболее востребованных технологий аддитивного производства, которая способна удовлетворить возрастающие потребности промышленности. Конструкционные высокопрочные стали всегда являлись востребованными для изготовления ответственных деталей, особенно в тяжелом и энергетическом машиностроении. Исследованы особенности процесса селективного лазерного плавления высокопрочной конструкционной стали 28Х3СНМВФА отечественного производства на аддитивном комплексе СЛП-250, разработанном в МГТУ им. Н. Э. Баумана совместно с ООО «МЦЛТ». Проведен входной контроль порошкового материала, включающий в себя гранулометрический, морфологический и химический анализ. Для определения оптимальных режимов и влияния основных технологических параметров на качество сплавления и наличие дефектов в выращенных образцах выполнен многофакторный эксперимент. Оценено влияние параметров процесса и термических циклов на основные дефекты селективного лазерного плавления: пористость и растрескивание. Пористость полученных образцов составила менее 0,2 %. Для получения бездефектной структуры и выращивания изделий из порошка стали 28Х3СНМВФА оптимизированы режимы выращивания.

Литература

[1] Гречухин А.Н., Бычкова Н.А. Перспективы применения аддитивных технологий на предприятиях Курской области. Реальность — сумма информационных технологий. Сб. науч. ст. межд. молодеж. науч.-практ. конф. Курск, ЮЗГУ, 2016, с. 87–89.

[2] Майоров В.А., Свиридов А.С., Лопатина Ю.А. Технология сборки базовых модулей ТФЭ на основе применения аддитивных технологий. Электротехнологии и электрооборудование в АПК, 2020, т. 67, № 4, с. 44–50, doi: https://doi.org/10.22314/2658-4859-2020-67-4-44-50

[3] Begendikova Z.A., Bukaeva A.Z. Application of additive technologies in modern foundry production. Вестник КазАТК, 2021, № 2, с. 20–27, doi: https://doi.org/10.52167/1609-1817-2021-117-2-20-27

[4] Никуйко С.А. Разработка активной фазированной антенной решетки современных РЛС с применением технологии воздушного охлаждения на базе аддитивных технологий. Гагаринские чтения. Сб. тез. док. XLV межд. молодеж. науч. конф. Москва, МАИ, 2019, с. 497–498.

[5] Никульшин П.А., Дорохов В.С., Овсиенко О.Л. и др. Разработка перспективных материалов защитного слоя для каталитических реакторов с применением компьютерного моделирования и аддитивных технологий. Нефтехимия, 2021, т. 61, № 6, с. 796–807, doi: https://doi.org/10.31857/S0028242121060058

[6] Филиппов М.А., Власов А.И., Садаков Н.А. Опыт применения аддитивных технологий при производстве сложных корпусных деталей. Электроника и электрооборудование транспорта, 2020, № 4, с. 37–40.

[7] Li N., Huang S., Zhang G. et al. Progress in additive manufacturing on new materials: a review. J. Mater. Sci. Technol., 2019, vol. 35, no. 2, pp. 242–269, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2018.09.002

[8] Kusuma C. The effect of laser power and scan speed on melt pool characteristics of pure titanium and Ti-6Al-4V alloy for selective laser melting. Master Sci. Mech. Eng. Thesis. Wright State University, 2016. 128 p.

[9] Cordova L., Campos M., Tinga T. Revealing the effects of powder reuse for selective laser melting by powder characterization. JOM, 2019, vol. 71, no. 3, pp. 1062–1072, doi: https://doi.org/10.1007/s11837-018-3305-2

[10] Jia H., Sun H., Wang H. et al. Scanning strategy in selective laser melting (SLM): a review. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2021, vol. 113, no. 9–10, pp. 2413–2435, doi: https://doi.org/10.1007/s00170-021-06810-3

[11] Mohanty S., Tutum C.C., Hattel J.H. Cellular scanning strategy for selective laser melting: evolution of optimal grid-based scanning path and parametric approach to thermal homogeneity. Proc. SPIE, 2013, vol. 8608, doi: https://doi.org/10.1117/12.2004256

[12] Gu D., Guo M., Zhang H. et al. Effects of laser scanning strategies on selective laser melting of pure tungsten. Int. J. Extreme Manuf., 2020, vol. 2, no. 2, art. 025001, doi: https://doi.org/10.1088/2631-7990/ab7b00

[13] Колчанов Д.С., Дренин А.А., Денежкин А.О. и др. Исследование влияния режимов выращивания методом селективного лазерного плавления на пористость в изделиях из медных сплавов. Фотоника, 2019, т. 13, № 2, с. 160–171, doi: https://doi.org/10.22184/FRos.2019.13.2.160.168

[14] Kamarudin K., Wahab M.S., Shayfull Z. et al. Dimensional accuracy and surface roughness analysis for AlSi10Mg produced by selective laser melting (SLM). MATEC Web Conf., 2016, vol. 78, art. 01077, doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/20167801077

[15] Le T.N., Lo Y.L. Effects of sulfur concentration and Marangoni convection on melt-pool formation in transition mode of selective laser melting process. Mater. Des., 2019, vol. 179, art. 107866, doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107866

[16] ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Москва, Стандартинформ, 2008. 24 с.