Модифікування поверхні 3D-друкованого стопу Ti–6Al–4V ультразвуковим ударним обробленням
С. М. Волошко$^{1}$, Б. М. Мордюк$^{1,2}$, М. О. Васильєв$^{2}$, В. І. Закієв$^{1,3}$, А. П. Бурмак$^{1}$, Н. В. Франчік$^{1}$
$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національний 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 $\alpha$-фази, має дещо більш високе (у 1,3 рази) значення мікротвердости ($HV$), ніж гарячекатаний пруток ВТ6, для якого крім $\alpha$-фази фіксується наявність кубічної $\beta$-фази (18%). Після УЗУО фіксується зростання значення $HV_{100}$ у 1,6–1,8 разів незалежно від методу виробництва стопу. Із цим результатом задовільно узгоджуються дані, отримані методою наноіндентування — інструментальна твердість $H_{IT}$ 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