The influence of technological parameters of the laser engineered net shaping process on the quality of the formed object from titanium alloy VT23

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 2 2024 186 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние технологических параметров процесса прямого лазерного выращивания на качество формируемого объекта из титанового сплава ВТ23 Ксения Базалеева 1, a, *, Дарья Сафарова 1, b, Юлия Понкратова 1, c, Максим Луговой 1, d, Елена Цветкова 1, e, Андрей Алексеев 1, f, Марк Железный 1, j, Иван Логачев 2, h, Федор Басков 2, i 1 Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, ул. Миклухо-Маклая, 6, г. Москва, 117198, Россия 2 Университет науки и технологий МИСИС, Ленинский пр., 4, стр. 1., г. Москва, 119049, Россия a https://orcid.org/0000-0002-6205-3154, bazaleeva-ko@rudn.ru; b https://orcid.org/0000-0002-2811-8292, safarova_de@pfur.ru; c https://orcid.org/0009-0000-1094-3529, ponkratova_yuyu@rudn.ru; d https://orcid.org/0009-0007-7160-7802, www111www6376@gmail.com; e https://orcid.org/0009-0002-8462-1818, tsvetkova-ev@rudn.ru; f https://orcid.org/0009-0008-7394-6370, alexeev-anvs@rudn.ru; j https://orcid.org/0000-0003-3821-6790, markiron@mail.ru; h https://orcid.org/0000-0002-8216-1451, logachev.ia@misis.ru; i https://orcid.org/0000-0001-6238-4378, baskov.fa@misis.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 2 с. 186–198 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.2-186-198 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Титановые сплавы, обладающие высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и трещиностойкостью, нашли свое примеИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 620.18; 620.11 История статьи: Поступила: 25 января 2024 Рецензирование: 19 февраля 2024 Принята к печати: 20 марта 2024 Доступно онлайн: 15 июня 2024 Ключевые слова: Прямое лазерное выращивание Титановые сплавы Технологические параметры Фазово-структурное состояние АННОТАЦИЯ Введение. Прямое лазерное выращивание (ПЛВ) рассматривается как перспективный метод формирования изделий сложной конфигурации из сплавов на основе титана, так как позволяет минимизировать применение механообработки и потери материала на отходы. В настоящее время технологический процесс ПЛВ титанового сплава ВТ23 не разработан, не исследованы особенности структуры сплава после данного метода получения, которые позволят определить область применения материала в состоянии после ПЛВ. Цель работы. Определение оптимальных технологических параметров процесса ПЛВ для синтеза качественных изделий из титанового сплава ВТ23. Методы исследования. В работе проанализированы образцы сплава, полученные в интервалах мощности лазерного излучения 700…1300 Вт с шагом 100 Вт, скорости сканирования 600…1000 мм/мин с шагом 200 мм/мин и расстояния между соседними лазерными треками 0,5…0,9L (L − ширина трека) с шагом 0,2L. Исследование элементного состава порошкового материала проводилось методами рентгенофлуоресцентного анализа и восстановительного сжигания в газоанализаторе. Структура объектов, полученных методом ПЛВ, анализировалась методами металлографического и рентгенофазового анализа, а также определялось значение их микротвердости. Результаты и обсуждение. Установлено, что качественные объекты без трещин, с низкой пористостью могут быть синтезированы из сплава ВТ23 методом ПЛВ при использовании следующих технологических параметров: мощности лазера 700…1100 Вт, скорости сканирования 800…1000 мм/мин, расстояния между треками 0,5…0,7 от ширины отдельного трека L. Показано, что после всех исследованных режимов ПЛВ сплав ВТ23 имел дисперсную (α+β) структуру типа «корзиночное плетение». Выявлено, что независимо от режима ПЛВ количество β-фазы в структуре сплава составляет ∼ 30 %. Показано, что микротвердость наплавленного материала не зависит от режима ПЛВ и составляет 460 HV. Для цитирования: Влияние технологических параметров процесса прямого лазерного выращивания на качество формируемого объекта из титанового сплава ВТ23 / К.О. Базалеева, Д.Э. Сафарова, Ю.Ю. Понкратова, М.Е. Луговой, Е.В. Цветкова, А.В. Алексеев, М.В. Железный, И.А. Логачев, Ф.А. Басков // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 2. – С. 186–198. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.2-186-198. ______ *Адрес для переписки Базалеева Ксения Олеговна, к.ф.-м.н. Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, ул. Миклухо-Маклая, 6, 117198, г. Москва, Россия Тел.: +7 905 760-12-32, e-mail: bazaleeva-ko@rudn.ru нение в различных областях промышленности, в том числе в аэрокосмической отрасли [1]. Поскольку многие детали летательных аппаратов имеют сложную конфигурацию, то прямое лазерное выращивание (ПЛВ) рассматривается как перспективная технология их производства [2–5]. Дополнительным основанием для применения технологии ПЛВ при синтезе деталей из титановых сплавов является то, что эти материалы из-за высокой прочности и низкой теплопро-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1