НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
А. Я. Травянов, канд. техн. наук, директор Института экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех), эл. почта: trav@misis.ru

П. В. Петровский, канд. техн. наук, заместитель директора ЭкоТех

В. В. Чеверикин, канд. техн. наук, старший научный сотрудник

АО «Наука и инновации», Москва, Россия:
А. В. Дуб, первый заместитель генерального директора

Аддитивные технологии позволяют получать металлические изделия сложной формы, в том числе содержащие ячеистые структуры, которые снижают массу детали и придают ей особенные свойства. В настоящее время метод селективного лазерного плавления является перспективным направлением для исследований, так как применение данной технологии отличается низкими затратами и возможностью получать изделия практически любой формы. Кроме того, существует множество неизученных аспектов в технологии производства и структурообразования материала. В работе представлены результаты исследований микроструктуры и механических свойств на растяжение ячеистых структур типа BCT (объемно-центрированная тетрагональная) различной конфигурации из стали марки 03Х16Н15М3, CAD-модели которых были подготовлены с использованием российского специализированного программного обеспечения для топологической оптимизации и изготовлены по технологии селективного лазерного плавления на российской установке MeltMaster3D550. Показано, что уровень механических свойств зависит от конфигурации ячеек, диаметра распорок и объема пустот. При этом при использовании ячеистых структур типа BCT + X,Y,Z достигается максимальный уровень свойств: при объеме пустот 65 % (диаметр распорки 0,5 мм) предел прочности составляет 38 %, а предел текучести — 49 % показателей для сплошного образца.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки в рамках соглашения № 14.578.21.0210 от 03.10.2016 года, уникальный номер RFMEFI57816X0210.

1. Хомутов М. Г., Травянов А. Я., Петровский П. В., Чеверикин В. В. Структура и свойства сплава ЭП708, полученного в процессе послойного лазерного плавления // Цветные металлы. 2018. № 4. С. 49–55. DOI: 10.17580/tsm.2018.04.06
2. Хомутов М. Г., Травянов А. Я., Петровский П. В., Чеверикин В. В., Дубин А. И. Сравнение усталостных характеристик образцов сплава ЭП708, полученных методами селективного лазерного плавления и горячей прокатки // Металлург. 2018. № 3. С. 84–88.
3. Логинов Ю. Н., Степанов С. И., Юдин А. В., Третьяков Е. В. Соотношения механических свойств и плотности для титана, полученного аддитивным методом // Цветные металлы. 2018. № 5. C. 51–55. DOI: 10.17580/tsm.2018.05.07
4. Смелов В. Г., Сотов А. В., Агаповичев А. В. Исследование структуры и механических свойств изделий, полученных методом селективного лазерного сплавления из порошка стали 316 L // Черные металлы. 2016. № 9. С. 61–66.
5. Суфияров В. Ш., Попович А. А., Борисов Е. В., Полозов И. А. Селективное лазерное плавление титанового сплава и изготовление заготовок деталей газотурбинных двигателей // Цветные металлы. 2015. № 8. С. 76–80. DOI: 10.17580/tsm.2015.08.11
6. Суфияров В. Ш., Борисов Е. В., Полозов И. А., Масайло Д. В. Управление структурообразованием при селективном лазерном плавлении // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 68–74. DOI: 10.17580/tsm.2018.07.11
7. Xiao Z., Yang Y., Xiao R., Bai Y., Song Ch., Wang D. Evaluation of topology-optimized lattice structures manufactured via selective laser melting // Mater. Des. 2018. Vol. 143. P. 27–37.
8. Köhnen P., Haase Ch., Bültmann J., Ziegler S., Schleifenbaum J., Bleck W. Mechanical properties and deformation behavior of additively manufactured lattice structures of stainless steel // Mater. Des. 2018. Vol. 145. P. 205–2017.
9. Gibson L. J., Ashby M. F. Cellular solids: structure and properties. 2nd ed. — Cambridge : Cambridge University Press, 1999. — 532 р.
10. Ivanov D., Travyanov A., Petrovskiy P., Cheverikin V., Alekseeva E., Khvan A., Logachev I. Evolution of structure and properties of the nickel-based alloy EP718 after the SLM growth and after different types of heat and mechanical treatment // Additive Manufacturing. 2017. Vol. 18. P. 269–275.
11. Doubenskaia M., Domashenkov A., Smurov I., Petrovskiy P. Study of Selective Laser Melting of intermetallic TiAl powder using integral analysis // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2018. Vol. 129. P. 1–14.
12. Yadroitsev I., Gusarov A., Yadroitsava I., Smurov I. Single track formation in selective laser melting of metal powders // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210, Iss. 12. P. 1624–1631.
13. ГОСТ 5632–72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменениями № 1–5). — Введ. 01.01.1975. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2004. — 31с.
14. ГОСТ 20899–98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибор Холла). — Введ. 01.07.2001. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2001. — 6 с.
15. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 01.01.1997. — М. : ИПК Издательство стандартов, 1996. — 13 с.