1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 12, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 12, стр. 1271-1278

Оценка возможности управления процессом структурообразования с помощью изменения технологических параметров СЛС

И. В. Шакиров a, *, А. В. Олисов b, П. А. Кузнецов a, А. С. Жуков a

a НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”
191015 Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49, Россия

b Национальный исследовательский Томский государственный университет
634050 Томск, просп. Ленина, 36, Россия

* E-mail: i.v.shakirov@yandex.ru

Поступила в редакцию 05.12.2022
После доработки 08.09.2023
Принята к публикации 16.10.2023

Аннотация

Изучена возможность управления структурой посредством варьирования параметров процесса селективного лазерного сплавления (СЛС) на примере аустенитных нержавеющих сталей. На основании изучения структуры экспериментальных образцов, показано влияние на процессы структурообразования совокупности различных технологических параметров процесса СЛС, представляющих собой алгоритм сканирования. Показана возможность формирования элементов с различной структурой в пределах одной детали при ее изготовлении методом СЛС путем изменения алгоритма сканирования. Отмечено, что использование идентичных по формируемой геометрии 3D-моделей, но различных по алгоритму сканирования лазерным лучом непосредственно в процессе лазерного сплавления, приводит к формированию принципиально разной структуры создаваемого образца, в силу различных условий кристаллизации металла.

Ключевые слова: аддитивное производство, аустенитная нержавеющая сталь, структурообразование, 3D-модель, селективное лазерное сплавление (СЛС)

Список литературы

  1. Agrawal A.K., Bellefon G.M., Thoma D. High-throughput experimentation for microstructural design in additively manufactured 316L stainless steel // Mater. Sci. Eng.: A. 2020. V. 793. P. 139841. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139841

  2. Kuznetsov P.A., Shakirov I.V., Mozhayko A.A., Zhukov A.S., Bobyr V.V. Comparison of sequential and circular scanning thermal fields and their influence on microstructure of Alnico alloy produced by laser powder bed fusion // J. Phys.: Conference Series. 2021. V. 1967. № 1. P. 012064. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1967/1/012064

  3. Shakirov I.V., Zhukov A.S., Perevislov S.N., Olisov A.V. The Effect of Selective Laser Melting Conditions on the Structure of an Alnico Alloy // Phys. Met. Metal. 2022. V. 123. № 3. P. 227–237. https://doi.org/10.1134/S0031918X22030103

  4. Shubo Gao, Zhiheng Hu, Martial Duchamp, Krishnan P.S.S.R., Tekumalla S., Song X., Seita M. Recrystallization-based grain boundary engineering of 316L stainless steel produced via selective laser melting // Acta Mater. 2020. V. 200. P. 366–377. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015

  5. Xiaofeng L., Denghao Y., Xiaoyu W., Jinfang Zh., Xiaohui Y., Zixuan Zh., Jianhong W., Bin L., Peikang B. Study on Mechanism of Structure Angle on Microstructure and Properties of SLM-Fabricated 316L Stainless Steel // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021. V. 9. P. 778332. https://www.frontiersin.org/articles/https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.778332. 10.3389/fbioe.2021.778332

  6. Pham M.S., Dovgyy B., Hooper P.A., Gourlay C.M., Piglione A. The role of side-branching in microstructure development in laser powder-bed fusion // Nat. Commun. 2020. V. 11. P. 749. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14453-3

  7. Zhang S., Jahn A., Jauer L., Schleifenbaum J.H. Geometry-Based Radiation Prediction of Laser Exposure Area for Laser Powder Bed Fusion Using Deep Learning // Appl. Sci. 2022. V. 12. P. 8854. https://doi.org/10.3390/app12178854

  8. Колмаков А.Г., Иванников А.Ю., Каплан М.А., Кирсанкин А.А., Севостьянов М.А. Коррозионностойкие стали в аддитивном производстве // Изв. вузов Черная Металлургия. 2021. Т. 64. № 9. С. 619–650. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-9-619-650

  9. Bahl S., Mishra S., Yazar K.U., Kola I.R., Chatterjee K., Suwas S. Non-equilibrium microstructure, crystallographic texture and morphological texture synergistically result in unusual mechanical properties of 3D printed 316L stainless steel // Additive Manufacturing. 2019. V. 28. P. 65–77. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.04.016

  10. Molnar B., Heigel J., Whitenton E. In Situ Thermography During Laser Powder Bed Fusion of a Nickel Super Alloy 625 Artifact with Various Overhangs // J. Res. Natl. Inst. Stan. 2021. V. 126. P. 126005. https://doi.org/10.6028/jres.126.005

  11. Chernyshikhin S.V., Pelevin I.A., Karimi F., Shishkovsky I.V. The Study on Resolution Factors of LPBF Technology for Manufacturing Superelastic NiTi Endodontic Files // Mater. 2022. V. 15. P. 6556. https://doi.org/10.3390/ma15196556

  12. Vrána R., Koutecký T., ˇCervinek O., Zikmund T., Pantelejev L., Kaiser J., Koutný D. Deviations of the SLM Produced Lattice Structures and Their Influence on Mechanical Properties // Mater. 2022. V. 15. P. 3144. https://doi.org/10.3390/ma15093144

  13. Scalzo F., Totis G., Sortino M. Influence of the Experimental Setup on the Damping Properties of SLM Lattice Structures // Experimental Mechanics. 2023. V. 63. № 1. P. 17–28. https://doi.org/10.1007/s11340-022-00898-8

  14. Loginov Yu.N., Stepanov S.I., Ryshkov N.M., Yudin A.V., Tretyakov E.V. Effect of SLM parameters on the structure and properties of CP-Ti // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 2053. P. 040052. https://doi.org/10.1063/1.5084490

  15. Peng K., Duan R., Liu Z., Lv X., Li Q., Zhao F., Wei B., Nong B., Wei S. Cracking Behavior of René 104 Nickel-Based Superalloy Prepared by Selective Laser Melting Using Different Scanning Strategies // Mater. 2020. V. 13. P. 2149. https://doi.org/10.3390/ma13092149

  16. Cao Y., Bai P., Liu F., Hou X. Investigation on the Precipitates of IN718 Alloy Fabricated by Selective Laser Melting // Metals. 2019. V. 9. P. 1128. https://doi.org/10.3390/met9101128

  17. Geiger F., Kunze K., Etter T. Tailoring the texture of IN738LC processed by selective laser melting (SLM) by specific scanning strategies // Mater. Sci. Eng.: A. 2016. V. 661. P. 240–246. https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.03.036

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал