Модифікування поверхні 3D-друкованого стопу Ti–6Al–4V ультразвуковим ударним обробленням
С. М. Волошко1, Б. М. Мордюк1,2, М. О. Васильєв2, В. І. Закієв1,3, А. П. Бурмак1, Н. В. Франчік1
1Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
2Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
3Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
Отримано: 21.11.2022; остаточний варіант - 15.01.2023. Завантажити: PDF
Досліджено механічні характеристики, фазовий склад, залишкові макроскопічні напруження та топографію поверхні стопу Ti–6Al–4V, виготовленого за різними технологіями – селективного лазерного топлення порошку (СЛТ) і традиційної гарячої прокатки (ВТ6). Для модифікації поверхні зразків різного типу застосовано ультразвукову ударну обробку (УЗУО) в інертному середовищі. У вихідному стані СЛТ-зразок, який складається з гексагональної α-фази, має дещо більш високе (у 1,3 рази) значення мікротвердости (HV), ніж гарячекатаний пруток ВТ6, для якого крім α-фази фіксується наявність кубічної β-фази (18%). Після УЗУО фіксується зростання значення HV100 у 1,6–1,8 разів незалежно від методу виробництва стопу. Із цим результатом задовільно узгоджуються дані, отримані методою наноіндентування — інструментальна твердість HIT зростає в 1,4–1,5 разів. Серед причин зміцнення (зростання твердості), зафіксованих для обох типів досліджених стопів, у випадку УЗУО гарячекатаних зразків ВТ6 визначальну роль відіграє високий рівень стискаючих напружень 1-го роду. Зростання мікротвердості СЛТ-зразків відбувається у більшій мірі за рахунок деформаційного подрібнення зеренної/субзеренної структури (до 15 нм) та значної густини дислокацій, яка викликає мікродеформації кристалічної ґратниці голчастого мартенситу, що був сформований в процесі СЛТ внаслідок високої швидкості охолодження.
Ключові слова: 3D-друк, селективне лазерне топлення, ультразвукове ударне оброблення, мікроструктура, фазовий склад, механічні характеристики.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i02/0217.html
PACS: 43.35.-c, 62.50.Ef, 68.35.Gy, 81.20.Ev, 81.20.-n, 81.40.-z