Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), Санкт-Петербург, Россия:
Д. В. Масайло, научный сотрудник, эл. почта: dmasaylo@gmail.com
А. А. Попович, докт. техн. наук, директор Института металлургии, машиностроения и транспорта, профессор

А. В. Орлов, научный сотрудник
Е. Л. Гюлиханданов, докт. техн. наук, профессор

Представлены результаты исследования структуры и механических характеристик образцов из сфероидизированного порошка жаропрочного сплава на основе железа, полученных по двум различным типам аддитивных технологий: селективного лазерного плавления и газопорошковой лазерной наплавки. Установлено, что структура после получения представлена отпущенным мартенситом со следами распада на ферритно-карбидную смесь. После термической обработки, предназначенной для снятия закалочных напряжений в процессе аддитивного выращивания в образцах, изготовленных по технологии селективного лазерного плавления, происходит полный распад мартенсита на ферритно-карбидную смесь, а в образцах, изготовленных по технологии газопорошковой лазерной наплавки, наблюдаются игольчатые выделения отпущенного мартенсита, имеются области с размытыми границами, что свидетельствует об отпуске в процессе термической обработки. После закалки и отпуска в образцах, изготовленных по технологии селективного лазерного плавления, образуется мартенсит, который распадается после отпуска, а в образцах, изготовленных по технологии газопорошковой лазерной наплавки, структура представлена мелкодисперсными ферритными фазами в виде пластинчатых выделений, образовавшихся в процессе распада игольчатого мартенсита. Результаты механических испытаний показали, что после термических обработок показатели предела прочности и предела текучести выше, чем значения после прокатки. При этом значение относительного удлинения в этих образцах меньше, что подтверждено фрактографическими исследованиями.

Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Уникальный идентификатор проекта RFMEFI57817X0245.

1. Popovich A. A. et al. Use of additive techniques for preparing individual components of titanium alloy joint endoprostheses // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 50, Iss. 3. P. 202–205. DOI: 10.1007/s10527–016–9619-x
2. Lyons B. Additive manufacturing in aerospace: Examples and research outlook // Bridge. 2014. Т. 44. No. 3. P. 13–19.
3. Popovich A. A. et al. Anisotropy of mechanical properties of products manufactured using selective laser melting of powdered materials // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2017. Vol. 58, Iss. 4. P. 389–395. DOI: 10.3103/S1067821217040149
4. Popovich A., Sufiiarov V., Polozov I., Borisov E., Masaylo D. Additive manufacturing of individual implants from titanium alloy // Proceedings of METAL 2016 — 25^th Anniversary International Conference on Metallurgy and Materials, May 2016. Brno, Czech Republic. URL: https://www.researchgate.net/publication/313467063_Additive_manufacturing_of_individual_implants_from_titanium_alloy (дата обращения: 20.03.2019).
5. Conner B. P. et al. Making sense of 3-D printing: Creating a map of additive manufacturing products and services // Additive Manufacturing. 2014. Vol. 1. P. 64–76.
6. Chua C. K., Leong K. F. 3D Printing and Additive Manufacturing: Principles and Applications (with Companion Media Pack) of Rapid Prototyping. Fourth Edition. – World Scientific Publishing Company, 2014. — 548 p.
7. Суфияров В. Ш., Борисов Е. В., Полозов И. А., Масайло Д. В. Управление структурообразованием при селективном лазерном плавлении // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 68–74.
8. Травянов А. Я. и др. Исследование механических свойств ячеистых структур из коррозионностойкой стали 03Х16Н15М3 в зависимости от параметров элементарной ячейки // Черные металлы. 2018. № 10. С. 59–64.
9. Петровский П. В. и др. Зависимость структуры и свойств от геометрии ячеистых структур, полученных методом селективного
лазерного плавления // Черные металлы. 2019. № 3. С. 49–53.
10. Timothy J. Horn, Ola LA Harrysson. Overview of current additive manufacturing technologies and selected applications // Science Progress. 2012. Vol. 95, Iss. 3. P. 255–282.

11. Ермолаев А. С., Иванов А. М., Василенко С. А. Лазерные технологии и процессы при изготовлении и ремонте деталей газотурбинного двигателя // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2013. № 35. С. 49–63.
12. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3–33.
13. Frazier W. E. Metal additive manufacturing: a review // Journal of Materials Engineering and Performance. 2014. Vol. 23, No. 6. P. 1917–1928.
14. Jia Q., Gu D. Selective laser melting additive manufacturing of Inconel 718 superalloy parts: Densification, microstructure and properties // Journal of Alloys and Compounds. — 2014. Vol. 585. P. 713–721.
15. Razumov N. G., Popovich A. A., Wang Q.-S. Thermal Plasma Spheroidization of High-Nitrogen Stainless Steel Powder Alloys Synthesized by Mechanical Alloying // Metals and Materials International. 2018. Vol. 24, Iss. 2. P. 363–370.
16. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение (с Изменениями № 1, 2, 3). — Введ. 01.01.1986.
17. ГОСТ 5949–75. Сталь сортовая и калиброванная коррозионностойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия (с Изменениями № 1, 2, 3). — Введ. 01.01.1977.
18. Cunningham R. et al. Synchrotron-based X-ray microtomography characterization of the effect of processing variables on porosity formation in laser power-bed additive manufacturing of Ti-6Al-4V // Jom. 2017. Vol. 69, No. 3. P. 479–484.