Благодаря применению аддитивных технологий возможно достижение высокого коэффициента использования материала и, соответственно, значительного сокращения затрат на производство изделий авиационного назначения. Наряду с такими известными методами, как селективное лазерное спекание и тепловое сплавление, плазменная и лазерная наплавка металла, СЛС позволяет синтезировать из металлического порошка (сплавов различного химического состава) тонкостенные детали сложной формы, имеющие полости и выемки, которые традиционными способами выполнить невозможно.
Пресс-служба института сообщает, что ученые ЦАГИ работают над экспериментальным подтверждением высоких механических характеристик и циклической долговечности изделий, полученных методом селективного лазерного сплавления.
На первом этапе с целью сравнительных исследований на площадке научно-технического центра научно-производственного комплекса института было изготовлено два вида образцов. Первые из них специалисты выполнили на установке СЛС из порошкового материала (нержавеющей стали марки EOS PH1) в виде пластин прямоугольной формы с центральным отверстием. Вторые — имели аналогичную форму и вырезались из катаной полосы закаленной стали марки 30ХГСА, широко применяемой в авиации.
Далее образцы были испытаны на сопротивление усталости на универсальной сервогидравлической установке. Следующим шагом стало определение механических характеристик: твердости и временного сопротивления разрыву. Результаты экспериментальных исследований, проведенных на универсальной испытательной разрывной машине и с помощью твердомера, сопровождались теоретическим анализом имеющихся нормативных данных по сталям EOS PH1 и 30ХГСА.
В завершение ученые института выполнили ряд исследований на сканирующем электронном микроскопе. Результаты микроскопии позволили установить, что особое строение и малочисленные несовершенства микроструктуры обеспечивают повышение прочностных характеристик и показателей сопротивления усталости в случае образцов из стали EOS PH1 аддитивного производства, оказавшихся сопоставимыми с аналогичными показателями для образцов из «традиционной» стали 30ХГСА.
В итоге показано, что сталь аддитивного производства EOS PH1 и традиционный авиационный полуфабрикат 30ХГСА, несмотря на различия в химическом составе и микроструктуре, имеют сопоставимые показатели временного сопротивления разрыву и циклической долговечности. Это свидетельствует о большом потенциале EOS PH1 для изготовления авиационных изделий сложной формы, к которым предъявляются высокие требования к прочности, твердости и усталостной долговечности.
«Таким образом, метод селективного лазерного сплавления при выбранных технологических условиях синтеза позволяет обеспечить получение образцов из нержавеющей стали с достаточно высокими механическими характеристиками и показателями сопротивления усталости», — говорит инженер лаборатории фрактографических исследований отделения ресурса конструкций ЛА ФГУП «ЦАГИ» Юлиана Леонтьева.
поделиться статьей с друзьями
добавить сообщение