Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва, Россия:

М. Г. Исаенкова, профессор, эл. почта: isamarg@mail.ru
Ю. А. Перлович, профессор
А. В. Юдин, аспирант
А. Е. Рубанов, студент, эл. почта: toly.rubanov@yandex.ru

Изучены закономерности формирования кристаллографической текстуры в образцах различной геометрии, полученных методом селективного лазерного плавления (СЛП) порошка титанового сплава ВТ1-0. Текстура в массивных образцах (в пластине, бруске и кубе) формируется при кристаллизации β-фазы с последующим фазовым превращением β → α при сохранении ориентационного соотношения Бюргерса. По мере роста изделия вдоль оси Z исходная аксиальная текстура нижних слоев с осью <111>_β, параллельной направлению Z, на расстоянии 0,5 мм меняется на текстуру с осью <110>_β || Z и затем на устойчивую для всего остального изделия ограниченную текстуру {001}<100>_β. В верхнем слое изделия текстура рассеивается в связи с прекращением процесса СЛП. Показано, что формирование текстуры в средних слоях изделия обус ловлено ростом столбчатых кристаллов β-фазы, формирующихся благодаря термичес кому влиянию расплавленной области на нижележащие слои. Текстура поддерживающей структуры не оказывает влияния на текстуру самой детали. Послойное изменение механических свойств изделий вдоль оси Z коррелирует с варьированием кристаллографической текстуры. Анизотропия гексагональной структуры предопределяет существенную анизотропию свойств изделия.

Работа выполнена при финансовой поддержке Государственной программы повышения конкурентоспособности НИЯУ МИФИ (соглашение № 02.а03.21.0005).

1. Yudin А. V., Beregovsky V. V., Tret’yakov E. V., Jhirnova J. E., Burmistrov M. A. Technological features manufacture samples of stainless steel 316L by Selective Laser Melting on the machine MeltMaster3D-550. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 218. pp. 12–22.
2. Meier C., Penny R. W., Zou Yu, Gibbs J. S., Hart A. J. Thermophysical Phenomena in Metal Additive Manufacturing by Selective Laser Melting: Fundamentals, Modeling, Simulation and Experimentation. Annual Review of Heat Transfer. 2017. Vol. 26. pp. 241–316.
3. Sufiiarov V. S., Popovich A. A., Borisov E. V., Polozov I. A. Selective laser melting of Ti – 6 Al – 4 V for gas turbine components manufacturing. Nonferrous Metals. 2015. No. 2. p. 21. DOI: 24.10.17580/nfm.2015.02.04
4. Perlovich Y., Isaenkova M., Fesenko V. Modern methods of experimental construction of texture complete direct pole figures by using X-ray data. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 130. pp. 12–55.
5. MTEX Toolbox (v. 5.0.1) URL: http://mtex-toolbox.github.io/ (дата обращения: 30.11.2018).
6. Golovin Yu. I. Nanoindentation and its capabilities. Moscow : Mashinostroenie, 2009. 312 p.
7. Oliver W. C., Pharr G. M. Measurement of hardness and elastic modulus bу instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology. J. Mater. Res. 2004. Vol. 19, No. 1. pp. 3–20.
8. Whittaker R., Fox K., Walke A. Texture variations in titanium alloys for aeroengine applications. Mater. Sci. Technol. 2010. Vol. 26, No. 6. pp. 676–684.
9. Murr L. E., Martinez E., Amato K. N., Gaytan S. M. Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science. Journal of Materials Research and Technology. 2012. Vol. 1. pp. 42–54.
10. Lee D. N., Kim K. H., Lee Y. G., Choi C. H. Factors determining crystal orientation of dendritic growth during solidification. Materials Chemistry and Physics. 1997. Vol. 47. pp. 154–158.
11. Moat R. J., Pinkerton A. J., Li L., Withers P. J., Preuss M. Crystallographic texture and microstructure of pulsed diode laser-deposited Waspaloy. Acta Materialia. 2009. Vol. 57. pp. 1220–1229.
12. Xin Zhou, Kailun Li, Dandan Zhang, Xihe Liu, Jing Ma, Wei Liu, Zhijian Shen. Textures formed in a CoCrMo alloy by selective laser melting. Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 631. pp. 153–164.
13. Thijs L., Verhaeghe F., Craeghs T., Humbeeck J. V., Kruth J.-P. A study of the microstructural evolution during selective laser melting of Ti – 6Al – 4V. Acta Materialia. 2010. Vol. 58, No. 9. pp. 3303–3312.
14. Yadroitseva I., Krakhmalev P., Johansson S., Smurov I. Energy input effect on morphology and microstructure of selective laser melting single track from metallic powder. Journal of Materials Processing Technology. 2013. Vol. 213. pp. 606–613.
15. Li Xuxiao, Tan Wenda. Numerical investigation of effects of nucleation mechanisms on grain structure in metal additive manufacturing. Computational Materials Science. 2018. Vol. 153. pp. 159–169.