Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия:

В. Ш. Суфияров, вед. науч. сотр., эл. почта: vadim.spbstu@ya.ru
А. А. Попович, профессор, директор института металлургии, машиностроения и транспорта
Е. В. Борисов, науч. сотр., аспирант
И. А. Полозов, инженер, студент

Также в работе принимал участие генеральный конструктор ОАО «Климов» А. В. Григорьев.

Аддитивные технологии, в частности метод селективного лазерного плавления, являются перспективным направлением для получения металлических изделий со сложной геометрической формой и особенно привлекательны для авиационной промышленности, в которой широко распространено применение титановых сплавов. В данной работе представлены результаты исследования порошка сплава Ti – 6 Al – 4 V, из которого методом селективного лазерного плавления были изготовлены компактные образцы и заготовки деталей газотурбинного двигателя. Проведено исследование влияния термической обработки на микроструктуру и механические свойства компактных образцов. Исходный порошковый материал характеризуется сферической формой частиц с небольшим числом наростов-сателлитов и состоит преимущественно из мартенситной α'-фазы. Микроструктура компактных образцов после селективного лазерного плавления представляет собой мартенситную α'-фазу в виде мелкодисперсных игольчатых выделений. Предел прочности образцов до термической обработки составляет 1160 МПа, однако пластичность материала низкая — 3,8 %. В результате термической обработки происходит частичный распад мартенситной фазы, что приводит к увеличению пластичности материала (до 9,9 %) с сохранением предела прочности на высоком уровне (1090 МПа). Фрактографические исследования образцов показали, что излом можно охарактеризовать как вязкий с локальными элементами хрупкого разрушения, так как на его поверхности имеются ямки, характерные для вязкого разрушения, однако присутствуют микропоры с нерасплавленными частицами порошка.

1. Симс Ч. Т., Столофф Н. С., Хагель У. К. Суперсплавы II: жаропрочные материалы для аэрокосмических и энергетических установок. — М. : Металлургия, 1995. — 385 с.
2. Зленко М., Попович А. А., Мутылина И. Н. Аддитивные технологии в машиностроении. — СПб. : Изд-во политех. ун-та, 2013. — 222 с.
3. Суфияров В. Ш., Попович А. А., Борисов Е. В., Полозов И. А. Селективное лазерное плавление жаропрочного никелевого сплава // Цветные металлы. 2015. № 1. С. 79–83.
4. Chlebus E., Kuźnicka B., Kurzynowski T., Dybała B. Microstructure and mechanical behaviour of Ti–6Al–7Nb alloy produced by selective laser melting // Materials Characterization. 2011. Vol. 62, No. 5. P. 488–495.
5. Attar H., Calin M., Zhang L. C., Scudino S., Eckert J. Manufacture by selective laser melting and mechanical behavior of commercially pure titanium // Materials Science and Engineering: A. 2014. Vol. 593. P. 170–177.
6. Vrancken B., Thijs L., Kruth J. P., Van Humbeeck J. Heat treatment of Ti6Al4V produced by selective laser melting: microstructure and mechanical properties // Journal of Alloys and Compounds. 2012. Vol. 541. P. 177–185.
7. Vilaro T., Colin C., Bartout J. D. As-fabricated and heat-treated microstructures of the Ti–6Al–4V alloy processed by selective laser melting // Metallurgical and Materials Transactions A. 2011. Vol. 42, No. 10. P. 3190–3199.

8. Facchini L., Magalini E., Robotti P., Molinari A. Höges S., Wissenbach K. Ductility of a Ti – 6Al – 4V alloy produced by selective laser melting of prealloyed powders // Rapid Prototyping Journal. 2010. Vol. 16, No. 6. P. 450–459.
9. ГОСТ 10157–79. Аргон газообразный и жидкий. Технические условия. — Введ. 1980–07–01.
10. ГОСТ 25849–83. Порошки металлические. Метод определения формы частиц. — Введ. 1984–01–01.
11. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытания на растяжение. — Введ. 1986–01–01.
12. ГОСТ 9651–84. Металлы. Методы испытания на растяжение при повышенных температурах. — Введ. 1986–01–01.
13. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных
температурах. — Введ. 1979–01–01.
14. ASTM F2924–14. Standard Specification for Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium with Powder Bed Fusion.
15. EOS. EOS Titanium Ti64 [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://ip-saas-eos-cms.s3.amazonaws.com/public/fe8d0271508e1e03/78e37a19596648ee1e1f660a5aa3e622/EOS_Titanium_Ti64_en.pdf.
16. SLM Solutions. SLM materials. Discover the variety [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://stage.slm-solutions.com/download.php?f=0c4e94b4e06f805e65f3698bf1ff391e.