Юлиана Олеговна Леонтьева
Россия, 140180, Московская область, г. Жуковский, ул. Жуковского, д. 1
Yuliana O. Leonteva
1, ul. Zhukovskogo, Zhukovsky, Moscow obl., 140180
В настоящее время во многих отраслях промышленности, в том числе и в авиационной, происходит активное замещение традиционных способов изготовления материалов аддитивными технологиями для мелкосерийного производства сложнопрофильных изделий. Наряду с такими известными методами аддитивного производства, как селективное лазерное спекание, лазерная и плазменная наплавка металла, электронно-лучевое сплавление и другими, эффективное применение находит и метод селективного лазерного сплавления. Результаты сравнения структурных и прочностных свойств материалов для изготовления сложнопрофильных изделий, получаемых с помощью аддитивных технологий и традиционным способом, показали преимущество аддитивных методов, что является основанием для их внедрения в промышленность. Цель работы — сравнительные исследования микроструктуры, механических свойств, циклической долговечности и усталостных изломов образцов из нержавеющей стали EOS PH1 аддитивного производства и из закаленной стали марки 30ХГСА традиционного изготовления. Испытания образцов на сопротивление усталости проводили при одноосном растяжении. С помощью стереомикроскопа и сканирующего электронного микроскопа изучали микрошлифы поперечных сечений образцов. Фрактографические исследования макро- и микрокартин изломов образцов проводили в целях определения особенностей строения изломов, очагов усталостного разрушения и их связи с несовершенствами микроструктуры. Установлено, что метод селективного лазерного сплавления позволяет изготавливать образцы из нержавеющей стали EOS PH1, обладающие достаточно высокими показателями временного сопротивления разрыву, сопоставимыми с аналогичными показателями для образцов из стали 30ХГСА. Таким образом, нержавеющая сталь EOS PH1 имеет большой потенциал применения в качестве материала для изготовления деталей и изделий, к которым предъявляются высокие требования по прочности, твердости и усталостной долговечности.
Nowadays, promising and dynamically developing additive manufacturing of complex parts for small-scale production actively succeeds traditional technologies in many industries including aircraft engineering. A method of selective laser fusing also finds effective application along with a well-known methods of additive manufacturing like selective laser sintering, laser metal deposition, plasma-jet hard-facing and electron beam melting etc. The results of comparing the structural, mechanical and tensile strength properties of materials used for manufacturing complex-shaped products by additive and traditional methods revealed the advantage of additive manufacturing which is the basis for their introduction into industry. The goal of the study is a comparative study of the microstructure, mechanical characteristics, fatigue life and fatigue fracture of the specimens made of EOS PH1 stainless steel produced by additive manufacturing and 30KhGSA hardened steel specimens obtained by a traditional technology. Fatigue resistance tests of the specimens were carried out in conditions of uniaxial longitudinal stretching. The microstructural features of the microsections of the cross sections of the samples were studied using stereomicroscope and scanning electron microscopy. Fractographic study of the macro- and micro fracture patterns of the specimens was carried out to identify the structural features of the fractures, fracture nuclei and their correlation with the microstructural imperfections. It is shown that selective laser melting technology used for manufacturing EOS PH1 stainless steel specimens, provides production of the specimens with a rather high tensile strength characteristics comparable to the characteristics of 30KhGSA hardened steel specimens. Therefore, EOS PH1 stainless steel has a great potential as a material for manufacturing parts and products that have high requirements for the strength, hardness and fatigue life.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.