ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 254 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ щены изучению деталей АП с целью повышения их надежности и производительности [5–8]. Однако существуют и некоторые недостатки, такие как микроструктурная неоднородность и пористость, влияющие на механические свойства [9–11]. Метод искрового плазменного спекания (Spark Plasma Sintering, SPS) позволяет спекать частицы порошка Ti6Al4V под давлением при высокой температуре и коротком времени выдержки. В процессе SPS используются импульсные электрические токи для создания локальных высоких температур на поверхности частиц порошка, что способствует их уплотнению. Несмотря на высокую скорость нагрева в процессе SPS (1000 °C/мин), скорость охлаждения низкая, что влияет на микроструктуру и механические свойства. Ян и др. (Yan et al.) [12] исследовали микроструктуру сплавов Ti6Al4V, изготовленных методами SLM и SPS, и сообщили, что микроструктура состояла из α/α′- и α+β-двойных фаз соответственно. Однако информации об анизотропии и неоднородности деталей, изготовленных методом SPS, мало. Во многих работах сообщалось о применении стратегии лазерной переплавки деталей SLM (SLM-RM) для повышения плотности, изменения качества поверхности и снижения уровня остаточных напряжений изготовленных компонентов [13]. Мерселис и др. (Mercelis et al.) [14] исследовали влияние лазерной переплавки (после сканирования каждого слоя) во время процесса построения SLM на уровень напряжения. Броди и др. (Brodie et al.) [15] применили переплавку для улучшения однородности материала и изучили ее влияние на микроструктуру и механические свойства. Несмотря на прогресс в области аддитивного производства Ti6Al4V, опубликовано мало работ по изучению анизотропии и неоднородности микроструктуры SLM, SLM-RM и EBM. Поэтому в настоящем исследовании изучаются микроструктура и механические свойства компонентов Ti6Al4V, изготовленных аддитивным способом с использованием процесса SLM. Будет изучена неоднородность микроструктуры и механических свойств компонентов из сплава Ti6Al4V, изготовленных аддитивным способом. Целью данной работы является исследование влияния стратегии переплавки на микроструктуру и механические свойства. Полученные результаты будут сравниваться с результатами, полученными с использованием EBM и SPS. Методика исследований Несколько образцов были изготовлены из газоатомизированных частиц порошка Ti6Al4V с использованием процессов SLM, EBM и SPS. Машина SLM в атмосфере аргона применялась для аддитивного производства деталей с толщиной слоя (layer thickness) 25 мкм и шагом сканирования (hatch distance) 20 мкм. При изготовлении был выбран угол поворота сканирования 72°. В образцах SLM-RM частицы порошка подвергались селективному плавлению, и стратегия переплавки применялась дважды с теми же параметрами обработки. Другими словами, каждый слой селективно плавился три раза. Образцы EBM были изготовлены с использованием системы EBM производства Arcam с диаметром электронного пучка ~200 мкм в вакууме при ~10−3 мбар. Процесс начинался с предварительного нагрева порошка перед плавлением. Для изготовления деталей методом SPS приблизительно 10 г частиц порошка загружали в графитовую пресс-форму с внутренним диаметром 20 мм и прессовали с помощью машины SPS в вакууме < 10−3 Па. В процессе спекания поддерживалось давление 50 МПа. Температура была повышена до 1100 °C, время выдержки составляло 10 минут. Для исследования микроструктуры применялся растровый электронный микроскоп (РЭМ, Zeiss). Поверхностная пористость, а также распределение и размеры пустот определялись методом анализа изображений в программе ImageJ с использованием пороговой обработки по контрасту. Измерения проводились на изображениях, полученных методом оптической и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), с фиксированной глубины исследуемой поверхности. Для каждого параметра было выполнено около 50 измерений на нескольких изображениях; в работе приведены средние значения и стандартные отклонения. Кристаллическую структуру сплава изучали с помощью рентгеновского дифрактометра (Brucker) с диапазоном сканирования (scanning range) 20° < 2θ < 90° и шагом (step size) 0,01° вдоль направления осаждения.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1