Аннотация: Исследованы мультиматериальные образцы AlSi10Mg/316L, полученные на установке 3D LAM Mini, оснащенной модулем для мультиматериальной печати, методом селективного лазерного плавления с использованием переходного слоя из оловянной бронзы Cu90Sn10 толщиной 1 мм. Определен режим изготовления мультиматериалов, обеспечивающий минимальную пористость при объемной плотности энергии 315 Дж/мм3. Проведен структурный анализ образцов методами оптической и сканирующей электронной микроскопии, а также энергодисперсионный рентгеновский спектральный и рентгенофазовый анализы. Определено влияние шовных структур зубчатого типа на качество соединений. Показано, что плоская конфигурация межслойных границ обеспечивает прочное соединение материалов, тогда как применение зубчатых шовных структур сопровождается дефектами. Подтверждена эффективность переходного слоя Cu90Sn10 как диффузионного барьера, исключающего прямой контакт алюминия и железа. Установлено, что потенциальным критическим участком мультиматериальной системы является переходная зона AlSi10Mg/Cu90Sn10 вследствие образования в ней интерметаллида Al2Cu.

Аннотация: Разработана двухстадийная технология получения сферического порошка биомедицинского β-титанового сплава Ti - 29Nb - 13Ta - 4,6Zr с низким модулем упругости, пригодного для селективного лазерного плавления (СЛП), которая состояла из механического легирования (МЛ) и плазменной сфероидизации (ПС). Исследована эволюция микроструктуры и фазового состава сплава при изготовлении порошка. Установлено, что в процессе МЛ в течение 12,5 ч из элементарных порошков Ti, Nb, Ta, Zr формируется гомогенный пересыщенный β-твердый раствор. Последующая ПС обеспечивает перевод частиц неправильной осколочной формы в сферическую, что увеличивает насыпную плотность порошка до 3,842 г/см3 и улучшает его текучесть до 22,7 с. Для СЛП использована фракция порошка 15 - 53 мкм (D50 = 28,3 мкм). Определены наиболее эффективные параметры СЛП, при которых достигается плотность материала, близкая к теоретической - 5,98 г/см3. Микроструктура компактного материала представляет собой ультрадисперсную (α + β)-смесь корзиночного типа. Показано различие фазового состава образцов после ПС и СЛП, обусловленное эффектами частичного растворения вторичных фаз в процессе сверхбыстрой кристаллизации при лазерном воздействии.

Аннотация: Исследовано покрытие, полученное на подложке из титанового сплава методом прямого лазерного нанесения предварительно подготовленного сферического порошка 79TiC - 15Ni - 6Mo. Экспериментально определены режимы прямого лазерного нанесения для получения валиков с заданными геометрическими параметрами. Проведен микроструктурный анализ методом оптической микроскопии. Измерена микротвердость в поперечном сечении микрошлифов. Установлено, что в покрытии ТН20 на титановой подложке формируется структура со средней твердостью наплавленного слоя 885 HV . Флотация частиц TiC создает градиент твердости, возрастающий от подложки к поверхности покрытия.

Аннотация: Исследована длительная прочность (980 °C, 185 МПа) сплава GTD-111, полученного селективным лазерным плавлением при разных углах поворота вектора сканирования (33°, 67°, 90°) и режимах термической обработки. Установлено, что углы 67° и 90° обеспечивают наибольшую длительную прочность сплава, тогда как угол 33° снижает ее в среднем на ~23 %. Термическая обработка повышает длительную прочность сплава, полученного при углах 67° и 90°, но практически не влияет при угле 33°, что свидетельствует об определяющей роли микроструктуры, формируемой при печати. Показано, что абсолютные значения длительной прочности сплава, полученного по аддитивной технологии, не следует сопоставлять со справочными данными для литого сплава, так как различие может определяться качеством порошка, корректным является лишь сравнение образцов сплава одной партии.

Аннотация: Исследованы микроструктура и механические свойства, в том числе при повышенной температуре, ферритно-мартенситной стали ЭП-450 ДУО, изготовленной селективным лазерным плавлением (СЛП) или прямым лазерным выращиванием (ПЛВ). Установлено, что СЛП обеспечивает формирование более дисперсной ферритно-мартенситной структуры с мелкими карбидными выделениями, чем ПЛВ, которое приводит к укрупнению зерен и карбидной фазы. Приведены результаты испытаний стали в обоих состояниях на одноосное растяжение при комнатной температуре и 720 °C. Показано существенное влияние технологии аддитивного производства на структурное состояние и механические свойства стали ЭП450 ДУО.

Аннотация: Проведено сравнительное исследование влияния нанодисперсных модификаторов двух типов диборида титана TiB2 и оксида иттрия Y2O3 в количестве 1 и 2 % (масс.) на технологичность селективного лазерного плавления (СЛП). Для выбора модификатора, обеспечивающего наилучший комплекс прочности и пластичности композиций для конструкционных применений, изучены микроструктура и механические свойства при растяжении жаропрочного никелевого сплава ВЖ159 с добавленными модификаторами. Установлено, что оба модификатора измельчают дендритную структуру сплава, однако обеспечивают принципиально различный баланс прочность пластичность. Введение TiB2 повышает предел текучести сплава до 769 МПа (+32 %) и микротвердость до 329 HV в состоянии после печати, однако относительное удлинение снижается с 35,9 до 3,0 - 3,5 %. Термическая обработка усиливает охрупчивание (δ = 1,1 - 4,0 %) из-за сегрегации боридных фаз (Cr, Mo)B на границах зерен. Добавка 1 % (масс.) Y2O3 практически не изменяет предел прочности (σв изменяется на < 1 %) и сохраняет высокий уровень пластичности (δ = 31,1 %) после печати, а после термической обработки одновременно повышает предел текучести до 861 МПа (+9 %) и относительное удлинение до 19,7 % (+99 %) по сравнению со значениями этих характеристик для базового сплава. Увеличение содержания Y2O3 до 2 % (масс.) позволяет получить после термической обработки сопоставимый с TiB2 уровень σв (955 МПа), однако пластичность снижается до δ = 1,6 %, что свидетельствует об агломерации частиц модификатора при повышении его концентрации. Показано, что содержание ~ 1 % (масс.) Y2O3 в сплаве ВЖ159 обеспечивает сбалансированный комплекс механических свойств, не достижимый для композиций с TiB2, при аддитивном производстве сплава.

Аннотация: Исследовано влияние легирующих добавок Cu, Ta и Si в количестве 3 % (масс.) и объемной плотности энергии (ОПЭ) в интервале 62,5 - 156,25 Дж/мм3 при изготовлении биоразлагаемых сплавов системы Fe - Mn методом селективного лазерного плавления (СЛП) на их микроструктуру, механические свойства и коррозионное поведение. Установлено, что плотность сплавов 95 - 98 % достается при ОПЭ > 90 Дж/мм3. Все легированные сплавы имели преимущественно аустенитную структуру как до, так и после термической обработки (отжига), лишь в базовом сплаве после отжига увеличивается доля ε-мартенсита. Сплавы с Ta и Si показали наибольший предел прочности (σв = 550 - 680 МПа), а сплав с Cu - наименьший (σв = 260 МПа). Скорость коррозии сплавов в растворе Хэнкса составила от 0,014 мм/год (Fe - 32Mn - 3Ta) до 0,098 мм/год (Fe - 32Mn - 3Cu). По коррозионной стойкости сплавы располагаются в следующем порядке: Fe - 32Mn - 3Ta > Fe - 32Mn > Fe - 32Mn - 3Si > > Fe - 32Mn - 3Cu. Показано, что механические свойства и скорость коррозии Fe - Mn-сплавов можно эффективно регулировать легированием.

Аннотация: Исследован мультиматериал биметаллической системы сталь 316L/суперсплав Inconel 718, полученный методом экструзионной 3D печати из металлополимерной пасты. Проанализированы особенности формирования биметаллических образцов и выполнен анализ их пористости, микроструктуры, фазового состава и механических свойств после спекания при 1290 °C. Показано, что режимы спекания биметаллов системы 316L/Inconel 718 лимитируются температурой плавления Inconel 718 и контролируются методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Установлено, что усадка Inconel 718 при спекании в аргоне при выбранной температуре меньше, чем у стали 316L, из-за окисления, снижающего эффективность спекания. Учитывая общую высокую пористость (~22 %) и образование карбидов в структуре при взаимодействии стали 316L с полимерным связующим, обоснована необходимость дальнейшей оптимизации составов паст и технологических режимов изготовления биметалла. Показана принципиальная возможность и перспективность экструзионной 3D печати металлополимерными пастами для создания прочных биметаллических изделий 316L/Inconel 718.