Александр Анатольевич Хлыбов,
603155, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24.
Alexander A. Khlybov,
24, ul. Minina, Nizhny Novgorod, 603155.
Дмитрий Александрович Рябов,
603155, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24.
Dmitry A. Ryabov,
24, ul. Minina, Nizhny Novgorod, 603155.
Александр Александрович Соловьев,
603155, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24.
Alexander A. Solovyov,
24, ul. Minina, Nizhny Novgorod, 603155.
В современной промышленности высокими темпами внедряются аддитивные технологии (АТ), используемые для изготовления материалов и изделий. Значительный интерес представляет технология электродугового выращивания (Wire Arc Additive Manufacturing — WAAM), что обусловлено относительно малой стоимостью оборудования и наплавляемого материала, а также достаточным уровнем знания сварочных процессов. Выращивание металлических слоев и изготовление объемных деталей различной геометрической формы в данном случае осуществляется за счет наплавления проволоки. Среди наплавляемых материалов для трехмерной печати широкое распространение получили хромоникелевые стали. С учетом специфики сложных структурных и формообразующих процессов при реализации WAAM возникает необходимость в дополнительных исследованиях структуры и свойств получаемых материалов. Поэтому цель данной работы — применение современных неразрушающих методов контроля структурной деградации в процессе одноосного растяжения стали ER308LSI, полученной методом электродугового аддитивного выращивания. Проведены металлографические и магнитные исследования, а также выполнен анализ изменения микротвердости в процессе деформирования образцов, вырезанных вдоль и поперек напечатанных слоев. Проанализированы особенности этапов деградации структуры в процессе одноосного растяжения и соответствующее поведение магнитных параметров материала. Установлено, что одноосное растяжение образцов, изготовленных методом WAAM, приводит к образованию большого количества структурных дефектов в виде деформационных полос, несплошностей и микротрещин, появление которых сопровождается значительными изменениями предела текучести, микротвердости и коэрцитивной силы Hc. По полученным значениям Hc введен параметр магнитной анизотропии (Aмагн), который отражает характер изменения коэрцитивной силы в образцах, вырезанных как вдоль, так и поперек направления наплавки. Однако характер таких изменений для продольно и поперечно (относительно наплавленных слоев) вырезанных образцов различен. Результаты работы могут быть применены в задачах диагностики деформированного состояния изделий, полученных по технологии WAAM.
Additive technologies (AT) used for the manufacture of materials and products are being introduced precipitately in modern industry. The technology of electric arc cultivation (Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)) is of considerable interest due to a relatively low cost of the equipment and surfaced materials, as well as due to an essential level of understanding welding processes. The cultivation of metal layers and the manufacture of volumetric parts of various geometric shapes in this case is carried out by welding wire. Chromium-nickel steels are widely used as surfaced materials for three-dimensional printing with metals. However, given the specifics of complex structural and formative processes in the implementation of WAAM, there is a need for additional studies of the structure and properties of the materials obtained. The goal of this study is to apply modern non-destructive methods of structural degradation control in the process of uniaxial stretching of ER308LSI steel obtained by the WAAM electric arc additive cultivation method. At the same time, metallographic and magnetic studies were carried out, along with the analysis of changes in microhardness during deformation of samples cut along and across the printed layers. The features of the stages of structure degradation upon uniaxial stretching and the behavior of magnetic parameters of the material were analyzed. It is shown that uniaxial stretching of WAAM-made samples leads to the formation of a large number of structural defects in the form of deformation bands, discontinuities and microcracks, the appearance of which is accompanied by a significant change in the yield strength, microhardness and in the values of coercive force Hc. Based on the obtained Hc values, a parameter of the magnetic anisotropy (Amagn), which reflects the nature of the change in the coercive force in samples cut both along and across the direction of surfacing was introduced. However, the character of these changes for longitudinally and transversely (relative to the deposited layers) cut samples is different. The results obtained can be used in diagnosing the deformed state of WAAM products.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.