 |
Ученые Пермского Политеха определили, как стратегия наплавки влияет на структуру стали
В процессе изготовления мартенситно-стареющей стали на 3D-принтере она подвергается сложному термическому воздействию и может поменять свои характеристики. Ученые Пермского Политеха провели эксперимент и определили, насколько стратегия нанесения слоев в процессе 3D-печати влияет на химический состав и свойства мартенситно-стареющей стали.
В ракетной технике, космонавтике и авиационной промышленности для изготовления деталей используют мартенситно-стареющие стали – сплавы железа с высокой прочностью. Для упрощения изготовления все чаще применяется аддитивная 3D-печать. Этот способ значительно сокращает отходы и время производства. В процессе послойной наплавки металлы подвергаются сложному термическому воздействию, в результате которого материал может менять свои характеристики, что неблагоприятно скажется на готовом изделии. Ученые Пермского Политеха провели эксперимент и определили, насколько стратегия нанесения слоев в процессе 3D-печати влияет на химический состав и свойства мартенситно-стареющей стали.
Фото: Ian Talmacs, unsplash
Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение», т. 26, № 3, 2024. Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках проекта «Наука и университеты» и госзадания FSNM-2024-0003.
Мартенситно-стареющие стали обладают большой прочностью и вязкостью, при этом не теряя пластичности. Эти характеристики обеспечивают надежность и долговечность конструкций, что особенно важно в экстремальных условиях эксплуатации авиационной и космической техники.
Аддитивная печать – перспективный инновационный метод производства изделий, когда материал добавляется слой за слоем. Таким способом изготавливают как небольшие, так и крупные детали. Для получения габаритных изделий применяется дуговая наплавка, когда металл добавляется к поверхности изделия с помощью электрической дуги. Преимущества такого метода – высокая скорость (1-10 кг/ч) и относительно недорогое оборудование.
В процессе электродуговой наплавки металлы подвергаются сложному термическому воздействию, которое может оказать значительное влияние на их микроструктуру и механические характеристики. Изделия, которые получали с использованием аддитивных технологий, не должны уступать по прочности изделиям, полученным с помощью традиционных методов, таких как литье, штамповка и ковка.
Исправить ситуацию может изменение метода нанесения слоев. Ученые Пермского Политеха использовали особые способы стратегии наплавки и проверили, насколько отличаются их химические и фазовые составляющие.
– Для изучения структуры и механических характеристик обработанного мартенситно-стареющего сплава стали мы напечатали заготовки в виде плоской стенки размерами 150×80 мм, откуда впоследствии вырезали образцы в продольном и поперечном сечении. Для печати выбран метод СМТ – это процесс, который позволяет производить наплавку металла с минимальным нагревом, – рассказывает Татьяна Ольшанская, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ, доктор технических наук.
Стенка № 1, напечатанная на 3D-принтере / Фото: Илья Мосягин, пресс-служба ПНИПУ
Стенка № 2, напечатанная на 3D-принтере / Фото: Илья Мосягин, пресс-служба ПНИПУ
– Сравнительный анализ химических составов показал, что стали, которые получили методом СМТ (Cold Metal Transfer — холодный перенос металла) с различной стратегией наплавки, близки по своему химическому составу. Анализ кристаллической структуры также продемонстрировал примерно одинаковое количество структурных фаз в обоих образцах, – поясняет Илья Мосягин, аспирант кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ.
Исследование ученых Пермского Политеха подтвердило, что при изменении стратегии наплавки мартенситно-стареющей стали методом СМТ макро- и микроструктура практически не отличаются. Метод СМТ позволяет добиться высокого качества изделий, и ее можно применять на практике в ракетной технике, космонавтике и авиационной промышленности, где критически важны прочность и надежность конструкций.
Контактное лицо: Лидия Попова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 04:20, 11.11.2024
Количество просмотров: 147
Страна: Россия
| Грибная перезагрузка: ученый Пермского Политеха рассказал, что меняется в лесу в конце лета, ПНИПУ, 11:07, 18.08.2026, Россия |
496 |
| Многие люди привыкли считать, что в августе лес продолжает давать те же грибы, что и в июле, только в больших количествах, но реальность гораздо сложнее. Ученый ПНИПУ рассказал, как меняется тихая охота в августе, почему сейчас так легко ошибиться и сорвать ядовитый двойник, и как правильно готовить августовские грибы. |
|
| Учёные ПНИПУ создали умные капсулы, которые удешевляют добычу нефти втрое, ПНИПУ, 17:05, 17.08.2026, Россия |
590 |
| Для добычи трудноизвлекаемой нефти используют специальный гель, чтобы создать трещины. После операции его нужно удалить, однако существующие средства срабатывают слишком рано или не выдерживают высоких температур. Учёные ПНИПУ создали новые капсулы для добычи, которые стоят в 3 раза дешевле аналогов. |
|
|
|
