OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 193 MATERIAL SCIENCE порошка лучом лазера по заданной траектории. В сравнении с традиционными технологиями производства СЛП имеет ряд преимуществ, таких как быстрое создание прототипов, изготовление деталей сложной формы и сокращение времени выполнения заказа. Развитие технологии направлено на синтез новых порошковых композиций для установок СЛП, исследование влияния параметров режима на стабильное качество изделий, повторяемость и воспроизводимость на разных установках [1]. Порошок алюминия и сплавов на его основе является одним из распространенных материалов в автомобильной, аэрокосмической и авиационной промышленности, так как имеет превосходное соотношение прочности и массы, хорошую тепло- и электропроводность, обладает коррозионной стойкостью. В последнее время порошок на основе алюминия также является объектом исследований для применения в установках селективного лазерного плавления [2]. Эта технология позволяет не только сократить цикл проектирования и производства, но и получить сплав с уникальной структурой в процессе быстрого расплавления и охлаждения металлического порошка [3]. В настоящее время известно о большом количестве исследований по получению изделий из порошков на основе алюминия методом СЛП [4–6] и даны рекомендации по улучшению качества получаемых изделий. Так, при определении условий СЛП учитываются физические свойства алюминия: высокий коэффициент теплового расширения, высокая усадка при затвердевании, низкий уровень поглощения энергии лазера, формирование прочной оксидной пленки, высокая теплопроводность и относительно широкий диапазон температур затвердевания [7–9]. В процессе селективного лазерного плавления порошков на основе алюминия возникали дефекты поверхности и внутренней структуры, такие как пористость, искажение слоев, растрескивание, низкая точность размеров и шероховатость поверхности [10]. Зачастую эти дефекты связаны с развитием неравномерных температурных градиентов по сплавляемой поверхности, с загрязнением порошков оксидами, а также с неоднородностью поверхностного натяжения, которое препятствует сцеплению расплава с подложкой и межслойному соединению [11]. Все исследования проведены на образцах, полученных из специальных порошков сферической формы необходимых сплавов, имеющих высокую стоимость. Относительная плотность образцов из порошков сферической формы имеет значение более 99,5 %, она получена за счет оптимизации параметров лазерного сканирования из сплавов AlSi10Mg [12, 13], Al-12Si [14] и AlSi7Mg [15]. Кроме того, эти образцы показали превосходные механические свойства сформированной мелкой ячеистой дендритной микроструктуры, вызванной особенностью процесса СЛП [16]. Несмотря на достижения в области аддитивных технологий, только из ограниченного количества алюминиевых сплавов можно изготовить изделие высокого качества методом СЛП [17]. Полностью плотные и не имеющие трещин образцы из порошков на основе алюминия могут быть получены с использованием СЛП в узком диапазоне режима [18, 19], который подбирается экспериментально для каждого материала. Исследования образцов из порошков несферической формы учеными не описаны. Условия СЛП включают в себя более 120 параметров, в той или иной мере влияющих на качество изделия. Помимо режима селективного лазерного плавления стратегия сканирования также является одним из параметров обработки, влияющим на формирование микроструктуры и свойства получаемых деталей. Контролируя направление теплового потока между слоями за счет стратегии сканирования лучом лазера, можно формировать различные зерненые структуры и изменять направление роста межслоевых зерен [20]. Высокие энергозатраты и неравномерное распределение температуры приводят к огромным температурным градиентам, большим термическим напряжениям и деформации. Термические градиенты температуры, направление теплового потока и скорость охлаждения оказывают очень важное влияние на плотность дислокаций, размер зерна и текстуру изготавливаемых деталей. Целью данной работы является изучение влияния стратегии сканирования на микроструктуру, элементный состав, пористость и плотность образцов, полученных методом селективного лазерного плавления из порошков несферической формы (Al – 91 масс. %, Si – 8 масс. %, Mg – 1 масс. %), которые были подвергнуты специаль-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1