Инженер кафедры металловедения цветных металлов (МЦМ).
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Engineer of the Department «Physical metallurgy of non-ferrous metals».
Инженер кафедры лазерной физики НИЯУ «МИФИ»
115409, Москва, Каширское ш., 31
Engineer of the Department «Laser physics».
115409, Moscow, Kashirskoe highway, 31
Кандидат технических наук, заведующий кафедрой МЦМ.
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Cand. Sci. (Tech.), head of the Department «Physical metallurgy of non-ferrous metals».
119049, Moscow, Leninskii pr., 4
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры МЦМ.
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Cand. Sci. (Tech.), senior researcher of the Department «Physical metallurgy of non-ferrous metals».
119049, Moscow, Leninskii pr., 4
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры МЦМ.
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Cand. Sci. (Tech.), senior researcher of the Department «Physical metallurgy of non-ferrous metals».
Кандидат технических наук, доцент кафедры МЦМ.
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Associate prof. of the Department «Physical metallurgy of non-ferrous metals».
119049, Moscow, Leninskii pr., 4
Кандидат физизико-математических наук, доцент кафедры лазерной физики.
Cand. Sci. (Phys.-Math.), associate prof. of the Department «Laser physics.
115409, Moscow, Kashirskoe highway, 31
Прямое лазерное наплавление металлических порошков является одним из методов аддитивного производства функциональных изделий и заключается в сплавлении металлических порошков лазерным лучом в среде инертного газа. Основные параметры процесса – мощность лазерного излучения, скорость и траектория перемещения лазерного луча, расход порошка. Каждый из них подбирают в зависимости от типа сплава, что в совокупности влияет на структурои дефектообразование в изделиях. В настоящей работе методом прямой лазерной наплавки порошка стали аустенитного класса марки 316L были получены экспериментальные образцы прямоугольного сечения. С помощью сканирующей электронной микроскопии исследована микроструктура, изучены изломы образцов с целью определения структурных особенностей и выявления дефектов (пор, раковин, кристаллизационных трещин и оксидных включений). Проведены испытания на одноосное растяжение и испытания по оценке твердости. Представлен анализ влияния траектории перемещения лазерного луча во время наплавки на микроструктуру и свойства образцов. Установлено, что при мощности лазерного излучения 250 Вт и скорости сканирования 16 мм/с происходит формирование дисперсной структуры со средним размером кристаллитов 1,3–1,9 мкм, что обуславливает высокий уровень характеристик механических свойств экспериментальных образцов. Показано, что при использовании продольной траектории перемещения лазерного луча (вдоль наибольшего размера образца) предел прочности достигает значения 730 МПа при относительном удлинении 25 %, что превышает уровень характеристик механических свойств стали 316L на 110 МПа.
Direct laser deposition of metal powders is one of the additive methods of functional product manufacturing. It consists in metallic powder melting with laser beams in the inert gas atmosphere. Main process parameters include laser beam power, speed, scanning strategy and powder consumption. Each of the parameters is selected depending on the alloy type that jointly affects the structure and defect formation in products. The present paper shows that the experimental rectangular specimens of powder austenitic steel 316L were obtained by direct laser deposition. The microstructure and fractures of samples were studied using scanning electron microscopy in order to determine the structural features and identify any defects (pores, holes, crystallization cracks and oxide inclusions). Uniaxial tensile tests and hardness tests were carried out. The effect of laser beam scanning strategy on the microstructure and properties of samples when melting was analyzed It was observed that a dispersed structure with an average crystallite size of 1,3–1,9 μm is formed at 250 W laser power and 16 mm/s scanning speed that causes a high level of mechanical properties of experimental samples. It was shown that tensile strength at the lengthwise strategy (along the largest sample size) was up to 730 MPa with an elongation rate 25 % that exceeded 316L steel mechanical properties by 110 MPa.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.