ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 194 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ной подготовке, описанной в ранее опубликованных статьях [21], для определения оптимальных условий СЛМ. Поставленная цель требует решения следующих задач: – получение образцов методом селективного лазерного плавления с разной стратегией сканирования из подготовленной порошковой композиции [21]; – выявление оптимальной стратегии сканирования, которая позволяет получить образец с наименьшей пористостью без изменения других параметров плавления; – определение плотности образцов, исследование структурно-фазового состава образца методом просвечивающей микроскопии. Методика исследований Исследования проведены на 3D-принтере ВАРИСКАФ-100МВС, изготовленном в Юргинском технологическом институте Томского политехнического университета. Установка оборудована иттербиевым волоконным лазером мощностью 100 Вт с длиной волны 1070 нм. Процесс формирования и исследование порошковой композиции AlSiMg из однокомпонентных порошков алюминия, кремния и магния были описаны ранее [21]. Для анализа влияния стратегии сканирования на микроструктуру, элементный состав, пористость и плотность образцов режимы были определены поисковыми экспериментами и описаны в статье [22]. Образцы размером 10×10×3 мм получены на следующих параметрах режима: скорость сканирования V = 225 мм/с, шаг сканирования S = 0,08 мм, мощность лазера P = 90 Вт, толщина слоя порошка h = 0,025 мм. Температура рабочего стола в начале цикла СЛП составляла +25 °С, плавление порошка происходило в защитной среде аргона. Плотность энергии, равная 200 Дж/мм3, обеспечивает достаточное количество тепла для расплавления порошка и способствует переплавке части предыдущего слоя и дорожки расплава для плавного соединения соседних слоев [22]. После формирования образцы шлифовали и полировали на алмазных пастах с удалением верхнего слоя на величину 400 мкм. Пористость определена как среднее значение по девяти оптическим изображениям поверхности шлифа. Схема съемки представлена на рис. 1. Исследования структурно-фазового состояния образца выполнены на просвечивающем электронном микроскопе JEOL JEM-2100. Условия съемки: ускоряющее напряжение – 200 кВ, увеличение – 6000…1 500 000 крат, «длина колонны» в микродифракционном режиме – 100 см. Идентификация фаз проводилась при помощи международной картотечной базы данных ICDD PDF4+ (International Center for Diff raction Data). Для изучения влияния стратегии сканирования на микроструктуру и пористость образцов реализованы четыре стратегии. Стратегия сканирования I (∠ 90), при которой направление движения лазера меняется на угол 90° от слоя к слою, показана на рис. 2. Рис. 1. Схема съемки Fig. 1. Shooting pattern Рис. 2. Стратегия сканирования I (∠ 90) Fig. 2. Scanning strategy I (∠ 90) При стратегии сканирования II (∠ 45) направление движения лазера меняется на угол 45° от слоя к слою (рис. 3). При стратегии III (∠ 90S/2) формирование образца происходит, когда направление движения лазера меняется на угол 90° каждый нечетный слой (n, n + 2, и т. д.). Каждый четный слой (n + 1, n + 3) движение лазерного луча происходит параллельно предыдущему слою, при этом трек смещается на расстояние S/2. Стратегия III представлена на рис. 4. Согласно стратегии сканирования ⅠV (∠90 п.п.) каждый слой сканируется лучом лазера два раза
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1