Автоматичне зварювання, 2025, №01

2025 №01 (01)

DOI of Article 10.37434/as2025.01.02

2025 №01 (03)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2025, с. 8-12

Дослідження впливу шорсткості на механічні властивості зразків із нержавкої сталі, виготовлених за lpbf-технологією

С.В. Аджамський^1,2, Г.А. Кононенко^1,3,4, Р.В. Подольський^1,3, О.А. Сафронова³

¹LLC «Additive Laser Technology of Ukraine». 49000, м. Дніпро, вул. Сергія Подолинського, 31в. E-mail: as@alt-print.com
²Інститут транспортних систем і технологій НАН України. 49000, м. Дніпро, вул. Писаржевського, 5
³Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України. 49000, м. Дніпро, пл. Академіка Стародубова, 1.
⁴НТУ «Дніпровська політехніка». 49005, м. Дніпро, пр. Дмитра Яворницького, 19

У сучасному адитивному виробництві деталей широкого поширення набув метод LPBF-технології лазерного плавлення шару металевого порошку, який дозволяє значно розширити можливості щодо оптимізації геометрії виробів. Для деталей традиційного способу виробництва (лиття, деформація) відомо, що шорсткість поверхні може суттєво впливати на рівень механічних властивостей, оскільки виступи та западини є концентраторами напружень. Деталі, виготовленні за технологіями адитивного виробництва, мають підвищену шорсткість, але їх структурний стан після виготовлення суттєво відрізняється від традиційного металу. Часто виникає необхідність експлуатації без наступної механічної обробки поверхні виробів, виготовлених методом LPBF. У роботі визначали вплив шорсткості, наявності або відсутності механічної обробки робочої зони зразків на механічні властивості за умови статичного розтягу. З аналізу профілометричної кривої та мікроструктури встановлено, що зразки без механічної обробки мають періодичні виступи, що пов’язано з текстурою, яка формується під час виготовлення. Середні значення механічних властивостей значно не відрізняються (менше ніж 6,6 % для різних характеристик) у залежності від наявності чи відсутності механічної обробки, але відхилення від середнього в межах вибірки щодо значень границі міцності та відносного звуження для зразків без механічної обробки кратно більші порівняно з інтервалом коливань значень всередині вибірки для зразків із механічною обробкою. Бібліогр. 16, табл. 2, рис. 4.
Ключові слова: LPBF-технологія, шорсткість, нержавка сталь, механічні властивості


Надійшла до редакції 31.10.2024
Отримано у переглянутому вигляді 19.11.2024
Прийнято 03.02.202

Список літератури

1. Khakbiz, M., Simchi, A. (2019) Optimization of powder injection molding process parameter for production SS316/ TiC composite for biomedical application. J. of Advanced Materials and Technologies, 7(4), 1–10. DOI: https://doi. org/10.30501/jamt.2019.84282
2. Adjamskiy, S., Kononenko, G., Podolskyi, R., Badyuk, S. (2022) Implementation of selective laser melting technology in Ukraine. Kyiv, Naukova Dumka. [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.15407/978-966-00-1856-3
3. Gu, D., Meiners, W., Wissenbach, K., Poprawe, R. (2012) Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms. Int. Mat. Rev., 57, 133–164. DOI: https://doi.org/10.1179/1743280411Y.0000000014
4. Wong, K.V., Hernandez, A. (2012) A review of additive manufacturing. ISRN Mech. Eng., 4, 1–10. DOI: https://doi. org/10.5402/2012/208760
5. Brackett, D., Ashcroft, I., Hague, R. (2011) Topology optimization for additive manufacturing racket. http://utw10945. utweb.utexas.edu/Manuscripts/2011/2011-27-Brackett.pdf.
6. Gong, H., Rafi, K., Gu, H. et al. (2015) Influence of defects on mechanical properties of Ti–6Al–4V components produced by selective laser melting and electron beam melting. Mater. Des., 86, 545–554. DOI: https://doi.org/10.1016/j. matdes.2015.07.147
7. Ashby, M., Mehl Medalist, R.F. (1983) Mechanical properties of cellular solids. Metal. Trans. A, 14, 1755–1769. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02645546
8. Lu, T.J., Stone, H., Ashby, M. (1998) Heat transfer in opencell metal foams. Acta Mater., 46(10), 3619–3635. DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6454(98)00031-7
9. Evans, A.G., Hutchinson, J., Ashby, M. (1998) Multifunctionality of cellular metal systems. Progr. Mater. Sci., 43(3), 171– 121. DOI: https://doi.org/10.1016/S0079-6425(98)00004-8
10. Аджамский С.В., Кононенко Г.А., Подольський Р.В., Бадюк С.І. (2023) Перспективи застосування електрохімічного полірування зразків скеффолд, виготовлених за адитивною технологією. Авіаційно-космічна техніка і технологія, 4sp2, 76–81. DOI: https://doi.org/10.32620/ aktt.2023.4sup2.10
11. Аджамский С.В., Кононенко Г.А., Подольський Р.В., Бадюк С.І. (2021) Дослідження ефективності електрохімічного полірування зразків змінного перерізу з різною шорсткістю зі сталі AISI 316L, виготовлених за технологією SLM. Авіаційно-космічна техніка і технологія, 2, 66–73. DOI: https://doi.org/10.32620/ aktt.2021.2.08
12. Herzog, D., Seyda, V., Wycisk, E., Emmelmann, C. (2016) Additive manufacturing of metals, Acta Mater., 117, 371– 392. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019
13. Adjamsky, S.V., Kononenko, G.A., Podolskyi, R.V. et al. (2023) Mechanical properties and microstructure of the 316L steel produced by different methods. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 62(7-8), 436–444. DOI: https://doi. org/10.1007/s11106-024-00405-9
14. Ronneberg, T., Davies, C.M., Hooper, P.A. (2020) Revealing relationships between porosity, microstructure and mechanical properties of laser powder bed fusion 316L stainless steel through heat treatment. Mater. Des., 189, 108481. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108481
15. Yu, C.-H. (2022) Anisotropic mechanical behaviours and thin-wall effects of additively manufactured austenitic alloys. Linköping: Linköping University Electronic Press. DOI: https://doi.org/10.3384/9789179293154
16. Yu, C.-H., Peng, R.L., Lee, T.L. et al. (2022) Anisotropic behaviours of LPBF Hastelloy X under slow strain rate tensile testing at elevated temperature. Materials Science and Engineering: A., 844, 143174. DOI: https://doi.org/10.1016/j. msea.2022.143174

---

Реклама в цьому номері:

---