Використання адитивних технологій при виробництві сплаву inconel 718

Воденнікова Оксана
(Запоріжжя, Україна)
ТЕХНІЧНІ НАУКИ
(Металургія)
ВИКОРИСТАННЯ АДИТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ СПЛАВУ INCONEL 718
Широкого застосування адитивні технології знайшли при виробництві жароміцного нікелевого сплаву Inconel 718 (IN 718), який використовується в газових турбінах, реактивних двигунах, ядерних реакторах, посудинах високого тиску завдяки високій стабільності його механічних властивостей при підвищених температурах (до 800 °С) [1].
Можливість створення якісних виробів зі сплаву Inconel 718 методом селективного лазерного плавлення (SLM) на установці виробництва ТОВ «Additive Laser Technology of Ukraine» розглянута у роботі [2]. В роботі [3] було проведено комплексне дослідження процесу SLM сплаву Inconel 718, зокрема представлено результати дослідження морфології, гранулометричного складу, структури і фазового складу порошку нікелевого сплаву, отриманого газовою атомізацією розплаву. Дослідженням мікроструктури сплаву Inconel 718, виготовленого методом SLM, займалися також у роботі [4]. Показано, що множинні цикли нагрівання та охолодження при виготовленні утворили складну мікрогетерогену структуру, при цьому хімічний аналіз показав на високу однорідність. В дослідженнях [5] наведено вплив технології виготовлення металевих порошків на структуру та властивості деталей, отриманих методом SLM. Порошки сплаву Inconel 718 були отримані методом газової автомізації розплаву інертним газом і відцентровим плазменим розпиленням пруткової заготовки, що швидко обертається.
Можливість виготовлення складнопрофільних деталей, зокрема турбінної лопатки, з заданою структурою зі сплаву Inconel 718 методом селективного лазерного спікання (SLS) шляхом варіювання технологічних параметрів процесу описана в роботі [6]. Питанню дослідження структури та фазового складу сплаву Inconel 718, отриманого методом 3D-принтингу з подальшою термообробкою, присвячена робота [7]. Дослідженнями механічних властивостей та структуроутворення сплаву Inconel 718, виготовленого методом SLS або аргоновим, або азотним газом із попередньо сплавленого порошку займалися в роботі [8]. Автори роботи [9] приділили увагу порівняльному аналізу механічних властивостей сплаву Inconel 718, отримано методом SLS, зі властивостями кованого та литого матеріалу. У роботі [10] запропоновано новий спосіб формування «запрограмованих» механічних властивостей в заданих елементах деталі шляхом управління мікроструктурою сплавів при адитивному виробництві. Авторами роботи [11] приведено дослідження механічних властивостей та структури сплаву Inconel 718, отриманого методом SLS. Оптимізація режимів пошарового лазерного спікання з наступною термообробкою виробів [12] дозволяє досягти в матеріалі готового виробу механічної міцності, порівнянної з міцністю матеріалів, одержуваних за традиційними технологіями.
Література:
1. ASM Metals HandBook V. 2. Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials. ASM International. –2002. –3470 p.
2. Аджамский С. В. Реализация SLM – технологии для изготовления образцов из жаропрочного сплава Inconel 718, применяемого в авиационно-космической технике/ С.В. Аджамский// Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 2. – С. 69–75.
3. Суфияров В. Ш. Селективное лазерное плавление жаропрочного никелевого сплава/ В.Ш. Суфияров, А.А. Попович, Е.В. Борисов, И.А. Полозов// Цветные металлы. – 2015. – №1(865). – 79–84.
4. Мухтарова К.Ш. Микроструктура и фазовый состав никелевого сплава Inconel 718, изготовленного селективным лазерным плавлением/ К.Ш. Мухтарова, Р.В. Шахов// Кайбышевские чтения: сб.докладов I межвуз. молодежной науч. школы-конф. (25 апреля 2018 г, Уфа). – 2018. – C. 53–59.
5. Педаш А.А. Влияние технологий изготовления металлических порошков на структуру и свойства деталей, полученных селективным лазерным плавлением/ Педаш А.А., Клочихин В.В., Лысенко Н.А. [и др.]/ Вестник двигателестроения. – 2019. – № 2. – С. 31–39.
6. Борисов В. Е. Формирование заданной структуры турбинной лопатки из жаропрочного никелевого сплава методом селективного лазерного плавления: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.16.01/ Борисов В. Е.; ФГАОУВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого». – Санкт-Петербург. – 2017. – 152 с.
7. Mostafa A. Structure, Texture and Phases in 3D Printed IN718 Alloy Subjected to Ho-mogenization and HIP Treatments/ Mostafa A., Rubio I.P., Brailovski V. [et al.]// Metals. – 2017. – Vol. 7. – 196 p.
8. Amato K. N. Microstructures and mechanical behavior of Inconel 718 fabricated by selective laser melting/ Amato K.N., Gaytan S.M., Murr L.E. [et al.] // Acta Materialia. – 2012. – Vol. 60 (5). – pp. 2229–2239.
9. Trosch T. Microstructure and mechanical properties of selective laser melted Inconel 718 compared to forging and casting / T. Trosch, J.Strobner, R. Volkl, U. Glatzel// Materials Letters. –2016. – Vol. 164. – pp. 428–431.
10. Попович В. А. Формирование заданных свойств функционально-градиентного сплава Inconel 718 с использованием аддитивных технологий / Попович В. А., Борисов Е. В., Суфияров В. Ш. [и др.] // Металловедение и термическая обработка. – 2018. – №11(761). – С. 14– 22.
11. Коваль М. О. Дослідження механічних властивостей та структури сплаву IN718, отриманого методом 3D-принтингу/ М.О. Коваль, О.С. Воденнікова// Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2020. – №3(163). – С. 21–29.
12. Грязнов М.Ю. Физико-механические свойства и структура сплава Inconel 718, полученного по технологии послойного лазерного сплавления/ М.Ю. Грязнов, С.В. Шотин, В.Н. Чувильдеев// Вестник Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского. – 2014. – №4(1). – С. 46–51.