Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

СЕЛЕКТИВНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-1-26-35

Полный текст:

Аннотация

Проводилось исследование процесса in situ синтеза интерметаллидного сплава на основе соединения Ti2AlNb с помощью технологии селективного лазерного плавления порошковых  материалов. Объектом исследования служил сплав Ti–22Al– 25Nb (ат.%), основной фазой  которого является интерметаллидное соединении Ti2AlNb с упорядоченной орторомбической решеткой (O-фаза). Сплав Ti–22Al–25Nb обладает высокими механическими свойствами как при комнатной, так и при повышенной температурах, а  также низким удельным весом и считается перспективным материалом для использования в аэрокосмической отрасли. Для проведения экспериментов применялась механическая  смесь чистых порошков титана, алюминия и ниобия в соотношении, необходимом для  синтеза сплава Ti–22Al–25Nb. Селективное лазерное плавление, относящееся к аддитивным  технологиям, наиболее перспективно для изготовления изделий путем послойного  добавления материалов. Использование данной технологии позволяет изготавливать  сложнопрофильные изделия на основе данных компьютерной модели детали. Селективным лазерным плавлением были изготовлены компактные образцы для исследований. Изучены  микроструктура, плотность, фазовый состав и микротвердость этих образцов. Исследовано  также влияние термической обработки в виде гомогенизации при температуре 1250 °С в  течение 2,5 ч и последующего старения при 900 °С длительностью 24 ч на микроструктуру,  фазовый состав и химическую однородность образцов. Показано, что полученный  селективным лазерным плавлением компактный материал содержит нерасплавленные  частицы ниобия. Проведение гомогенизирующего отжига позволяет достичь полного  растворения этих частиц в материале, в результате чего микроструктура материала состоит  из зерен B2-фазы различного размера и игольчатых выделений орто-фазы.

Об авторах

А. А. Попович
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Россия

докт. техн. наук, проф. кафедры «Технология и исследование материалов» (ТИМ) СПбПУ, директор Института металлургии, машиностроения и транспорта СПбПУ

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29



В. Ш. Суфияров
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Россия

канд. техн. наук, вед. науч. сотр. НИЛ «Функциональные материалы» СПбПУ



И. А. Полозов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)
Россия

аспирант кафедры ТИМ, науч. сотр. НИЛ «Функциональные материалы» СПбПУ



А. В. Григорьев
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) ОАО «Климов»
Россия

аспирант кафедры ТИМ СПбПУ, ген. конструктор ОАО «Климов»

194100, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, 11



Список литературы

1. Lütjering G., Williams J.C. Titanium. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2007.

2. Kim Y.-W. Ordered intermetallic alloys. Pt. III: Gamma titanium aluminides. JOM. 1994. Vol. 46. P. 30—39.

3. Gogia A.K., Nandy T.K., Banerjee D., Carisey T., Strudel J.L., Franchet J.M. Microstructure and mechanical properties of orthorhombic alloys in the Ti—Al—Nb system. Intermetallics. 1998. Vol. 6. P. 741—748.

4. Chen W., Li J.W., Xu L., Lu B. Development of Ti2AlNb alloys: opportunities and challenges. Adv. Mater. Process. 2014. Vol. 172. P. 23—27.

5. Appel F., Paul J.D.H., Oehring M. Gamma titanium aluminide alloys: Science and technology. John Wiley & Sons, 2011.

6. Popovich A., Sufiiarov V. Metal powder additive manufacturing: Chapter 10. In: New trends in 3D printing. London: InTech, 2016. Р. 215—236.

7. Smelov V.G., Sotov A.V., Agapovichev A.V., Tomilina T.M. Selective laser melting of metal powder of steel 3161. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2016. Vol. 142. No. 1. P. 012071.

8. Popovich A., Sufiiarov V., Polozov I., Borisov E., Masaylo D., Orlov A. Microstructure and mechanical properties of additive manufactured copper alloy. Mater. Lett. 2016. Vol. 179. P. 38—41.

9. Holzweissig M.J., Taube A., Brenne F., Schaper M., Niendorf T. Microstructural characterization and mechanical performance of hot work tool steel processed by selective laser melting. Metall. Mater. Trans. B. 2015. Vol. 46. No. 2. P. 545—549

10. Popovich A., Sufiiarov V., Borisov E., Polozov I. Microstructure and mechanical properties of Ti—6Al—4V manufactured by SLM. Key Eng. Mater. 2015. Vol. 651— 653. P. 677—682.

11. Wang G., Yang J., Jiao X. Microstructure and mechanical properties of Ti—22Al—25Nb alloy fabricated by elemental powder metallurgy. Mater. Sci. Eng. A. 2016. Vol. 654. P. 69—76.

12. Froes F.H., Mashl S.J., Hebeisen J.C., Moxson V.S., Duz V. The technologies of titanium powder metallurgy. JOM. 2004. Vol. 56. P.46—48.

13. Wang Y.H., Lin J.P., He Y.H., Wang Y.L., Lin Z., Chen G.L. Reaction mechanism in high Nb containing TiAl alloy by elemental powder metallurgy. Trans. Nonferr. Met. Soc. China (Engl. ed.). 2006. Vol. 16. P. 853—857.

14. Fischer M., Joguet D., Robin G., Peltier L., Laheurte P. In situ elaboration of a binary Ti— 26Nb alloy by selective laser melting of elemental titanium and niobium mixed powders. Mater. Sci. Eng. C. 2016. Vol. 62. P. 852— 859.

15. Zhang B., Chen J., Coddet C. Microstructure and transformation behavior of in-situ shape memory alloys by selective laser melting Ti—Ni mixed powder. J. Mater. Sci. Technol. 2013. Vol. 29. P. 863—867.

16. Vrancken B., Thijs L., Kruth J.-P., Humbeeck J. Van. Microstructure and mechanical properties of a novel β titanium metallic composite by selective laser melting. Acta Mater. 2014. Vol. 68. P. 150—158.

17. Murr L.E., Gaytan S.M., Ceylan A., Martinez E., Martinez J.L., Hernandez D.H., Machado B.I., Ramirez D.A., Medina F., Collins S., Wicker R.B. Characterization of titanium aluminide alloy components fabricated by additive manufacturing using electron beam melting. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 1887—1894.

18. Schwerdtfeger J., Körner C. Selective electron beam melting of Ti—48Al—2Nb—2Cr: Microstructure and aluminium loss. Intermetallics. 2014. Vol. 49. P. 29—35.

19. Biamino S., Penna A., Ackelid U., Sabbadini S., Tassa O., Fino P., Pavese M., Gennaro P., Badini C. Electron beam melting of Ti—48Al—2Cr—2Nb alloy: Microstructure and mechanical properties investigation. Intermetallics. 2011. Vol. 19. P. 776—781.

20. Gussone J., Hagedorn Y.-C., Gherekhloo H., Kasperovich G., Merzouk T., Hausmann J. Microstructure of γ-titanium aluminide processed by selected laser melting at elevated temperatures. Intermetallics. 2015. Vol. 66 P. 33—140.

21. Li W., Liu J., Wen S., Wei Q., Yan C., Shi Y. Crystal orientation, crystallographic texture and phase evolution in the Ti—45Al—2Cr—5Nb alloy processed by selective laser melting. Mater. Character. 2016. Vol. 113. P. 125— 133.

22. Peng J., Mao Y., Li S., Sun X. Microstructure controlling by heat treatment and complex processing for Ti2AlNb based alloys. Mater. Sci. Eng. A. 2001. Vol. 299. P. 75—80.

23. Jia J., Zhang K., Jiang S. Microstructure and mechanical properties of Ti—22Al—25Nb alloy fabricated by vacuum hot pressing sintering. Mater. Sci. Eng. A. 2014. Vol. 616. P. 93—98.

24. Wu J., Xu L., Lu Z., Lu B., Cui Y., Yang R. Microstructure design and heat response of powder metallurgy Ti2AlNb alloys. J. Mater. Sci. Technol. 2015. Vol. 31. P. 1251—1257.


Для цитирования:


Попович А.А., Суфияров В.Ш., Полозов И.А., Григорьев А.В. СЕЛЕКТИВНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНОГО ТИТАНОВОГО СПЛАВА. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya. 2018;(1):26-35. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-1-26-35

For citation:


Popovich A.A., Sufiiarov V.S., Polozov I.A., Grigoriev A.V. SELECTIVE LASER MELTING OF INTERMETALLIC TITANIUM ALLOY. Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings). 2018;(1):26-35. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-1-26-35

Просмотров: 230


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)