Роман Михайлович Дворецков
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Roman M. Dvoretskov
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Андрей Вячеславович Славин
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Andrey V. Slavin
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Михаил Максимович Тихонов
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Mikhail M. Tikhonov
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Иван Сергеевич Куко
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Ivan S. Kuko
17, ul. Radio, Moscow, 105005
Жаропрочные сплавы, широко используемые для изготовления деталей различных узлов авиационных двигателей, представляют собой сложные системы на основе никеля, помимо легирующих (Al, Cr, Co, Ti, Mo, W и др.) и микролегирующих добавок (B, Mg, РЗМ и др.) содержащие различные количества примесей (Mn, Fe, Si, Pb, As, Sn), в том числе газообразующих (O, N, C, S). Использование аддитивных технологий при изготовлении сложнопрофильных деталей из этих сплавов позволяет увеличить коэффициент использования материала и сократить время технологического процесса, однако требует оперативно контролировать состав полуфабрикатов и готовых изделий на всех стадиях производства. Рассмотрены системы аналитического контроля лаборатории Испытательного центра (ИЦ) ФГУП «ВИАМ» в применении к различным этапам аддитивного производства деталей из сплавов ЖС6К и ВЖ159. Для анализа шихтовых материалов, литых прутковых заготовок, металлопорошковых композиций (МПК) и синтезированных деталей использован разработанный в ИЦ комплекс методик для атомно-эмиссионного, масс-спектрометрического и рентгенофлуоресцентного определения разных групп элементов. Приведены результаты анализа никеля Н-1у и хрома Х99Н1, используемых при выплавке литых заготовок, результаты анализа самих заготовок ЖС6К и ВЖ159 до и после выплавки, а также МПК этих сплавов различными методами (для определения газообразующих примесей использовали газоанализаторы). Данные о химическом составе материалов на протяжении всего процесса аддитивного производства позволяют обеспечить их соответствие регламентируемым требованиям и прогнозировать свойства готовых изделий.
Heat-resistant alloys (superalloys) widely used for manufacturing parts of various components of aircraft engines are complex nickel-based systems which contain apart from alloying (Al, Cr, Co, Ti, Mo, W, etc.) and microalloying additives (B, Mg, REM, etc.) different amounts of the impurities (Mn, Fe, Si, Pb, As, Sn), including gas-forming (O, N, C, S) ones. The use of additive technologies (AT) in manufacturing of complex-shaped parts made of these alloys makes it possible to increase the material utilization coefficient and shorten the technological process. However, the use of AT requires real-time control of the composition of semi-products and finished products at all stages of production. Study of various stages of manufacturing parts from ZhS6K and VZh159 alloys using an AT of selective laser alloying (SLA) is carried out using analytical control systems of the laboratory of the Testing Center (TC) of FSUE «VIAM». A complex of methods for atomic emission, mass spectrometric and X-ray fluorescence determination of different groups of elements was used for the analysis of charge materials, cast bar blanks, metal-powder compositions (MPC) and synthesized parts. The results of analysis of nickel N-1u and chromium Kh99N1 used upon and after smelting of cast billets, as well as analysis of MPC of these alloys carried out by different methods are presented (gas analyzers were used to determine the gas-forming impurities). Monitoring on the chemical composition of materials throughout the process of additive manufacturing ensure their compliance with the regulatory requirements and predict the properties of finished products. The work was carried out within the framework of complex scientific direction 2.1 «Fundamental research» («Strategic directions for the development of materials and technologies for their processing for the period up to 2030»).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.