ВЛИЯНИЕ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ПЛАВЛЕНИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПЕРЕПЛАВОМ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗОВАННЫХ СЛОЕВ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЖАРОПРОЧНОЙ СТАЛИ 15Х25Т

Исследования технологического процесса селективного лазерного плавления (СЛП) показало значительное повышение качества синтезируемых объектов. При неправильном подборе технологических режимов при производстве изделий из жаропрочной стали могут возникнуть различные дефекты (поры, трещины, непроплавы), которые существенно снижают механические свойства материала. Устранение дефектов при селективном лазерном плавлении может быть достигнуто за счет оптимизации режима обработки лазерным лучом. В качестве такой стратегии обработки предложен повторный переплав сформированного валика или его термическая обработка лазерным излучением без расплавления металла при повторном проходе лазера без подачи порошка. Исследования влияния повторного лазерного переплава закристаллизовавшихся треков на микроструктуру и механические свойства деталей, изготовленных из порошков коррозионностойких и жаропрочных сталей, в настоящее время актуальны. Представлены исследования влияния режимов выращивания образцов жаропрочной стали марки 15Х25Т на структуру и механические свойства. Исследованы механические свойства, жаростойкость и коррозионная стойкость образцов стали марки 15Х25Т, полученных СЛП с дополнительным переплавом ранее перекристаллизованных треков. Показано, что полученный материал превосходит по комплексу механических свойств деформированный полуфабрикат из стали марки 15Х25Т. В образцах выявлены значительные остаточные напряжения (примерно 236 МПа). Использование дополнительного переплава позволяет понизить этот уровень до 108 МПа. Результаты микроструктурного анализа поверхностного слоя образцов стали марки 15Х25Т, полученных СЛП с дополнительным лазерным переплавом перекристаллизованных треков (мощность лазера 135 Вт и скорость сканирования 450 мм/с), выявили снижение шероховатости поверхности образца с 62 до 12 – 15 мкм.

1. Сапрыкина Н.А., Сапрыкин А.А. Влияние условий послойного лазерного спекания на качество спеченного поверхностного слоя из кобальтхроммолибденового порошка. В кн.: Актуальные проблемы в машинострое-нии. Материалы первой Международной научно-практической конференции. Новоси-бирск: Изд-во НГТУ. 2014:119–123.

2. Zhou X., Li K., Zhang D., Liu X., Ma J., Liu W., Shen Z., Textures formed in a CoCrMo alloy by selective laser melting. Journal of Al-loys and Compounds 2015;631:153–164. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.096

3. Граф Б., Гоок С.Э., Гуменюк А.В., Ретмайер М. Комбинированные лазерные аддитивные технологии производства лопаток турбин слож-ной геометрической формы. Глобальная ядерная безопасность. 2016;3(20):34–42.

4. Sghaier T.A.M., Sahlaoui, Mabrouki T., Sal-lem H., Rech J. Selective laser melting of stainless-steel a review of process, microstruc-ture, mechanical properties and post-processing treatments. International Journal of Material Forming. 2023;16(4):1–12. https://doi.org/10.1007/s12289-023-01769-w

5. Nandhakumar R., Venkatesan K. A process parameters review on selective laser melting-based additive manufacturing of single and multi-material: microstructure, properties, and machinability aspects. Materials Today Com-munications. 2023;35(9-10).

6. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.105538

7. Lu J., Zhuo L. Additive manufacturing of ti-tanium alloys via selective laser melting: Fab-rication, microstructure, post-processing, per-formance and prospect. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2023;111(8). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2023.106110

8. Song X., Zhang Y. Progress of high-entropy alloys prepared using selective laser melting. Science China Materials. 2023;66:4165–4181.

9. Chen X., Wen K., Mu W., Zhang Y., Shan Huang, Liu W. Effect of layer-by-layer laser remelting process on the microstructure and performance of selective laser melting 316L stainless steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023;128:2221–2236.

10. Bouabbou A., Vaudreuil S. Understanding la-ser-metal interaction in selective laser melting additive manufacturing through numerical modelling and simulation: a review. Virtual and Physical Prototyping. 2022;17:543–562. https://doi.org/10.1080/17452759.2022.2052488

11. Khan, H.M., Waqar, S., Koç, E. Evolution of temperature and residual stress behavior in se-lective laser melting of 316L stainless steel across a cooling channel. Rapid Prototyping Journal. 2022;28(7):1272‒1283.

12. https://doi.org/10.1108/RPJ-09-2021-0237

13. Zhang C., Zheng H., Yang L., Li Y., Jin J., Cao W., Yan Ch., and Sh Y. Mechanical responses of sheet-based gyroid-type triply periodic mini-mal surface lattice structures fabricated using selective laser melting. Materials & Design. 2022;214. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110407

14. Zhai W., Zhou W., Zhu Z. Selective laser melting of 304L and 316L stainless steels: a comparative study of microstructures and me-chanical properties. Steel Research interna-tional. 2022;93(7). https://doi.org/10.1002/srin.202100664

15. Waqar S., Guo K., Sun J. Evolution of residu-al stress behavior in selective laser melting (SLM) of 316L stainless steel through pre-heating and in-situ re-scanning techniques. Optics & Laser Technology. 2022;149:107806. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107806

16. Uçak N., Çiçek A., Aslantaş K. Machinability of 3D printed metallic materials fabricated by selective laser melting and electron beam melting: A review. Journal of Manufacturing Processes. 2022;80(9):414–457.

17. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.06.023

18. Yao D., Wang J., Li M-P., Zhao T., Cai Y., An X., Zou, R., Zhang H., Fu H., Yang X., Zou Q. Segregation of 316L stainless steel powder during spreading in selective laser melting based additive manufacturing. Powder Tech-nology. 2022;397:117096–117096.

19. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.117096

20. Gatões D., Alves R., Alves B., Vieira M.T. Se-lective Laser Melting and Mechanical Proper-ties of Stainless Steels. Materials. 2022;15(21). https://doi.org/10.3390/ma15217575

21. Галиновский А. Л., Филимонов А. С., Рога-лев Р.С., Свешников А.С., Кравченко И.Н., Орлов М.А. Исследование баз данных мате-риалов для технологии селективного лазер-ного плавления. Электрометаллургия. 2022;3:18–27. EDN: TABTZE.

22. https://doi.org/10.31044/1684-5781-2022-0-3-18-27.

23. Афанасьева Л. Е., Измайлов В.В., Новосе-лова М.В. Шероховатость поверхности об-разцов нержавеющей стали, полученных по технологии селективного лазерного плавле-ния. В кн.: Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел, деталей технологического и энергетическо-го оборудования. 2021;14:62–66.

24. EDN: PTMGXO.

25. То М.Х., Сафонов Е.В., Адылина А.П., Ов-чинников В.В. Механические свойства и микроструктура стали 12Х18Н10Т, полу-ченной методом селективного лазерного плавления. Заготовительные производства в машиностроении. 2022;20(6):282–287. EDN: OAYGSJ. https://doi.org/10.36652/1684-1107-2022-20-6-282-287

26. Зельдович В.И., Хомская И.В., Хейфец А.Э., Аб-дуллина Д.Н. Структурные изменения при нагреве в аустенитной нержавеющей стали, полученной методом селективного лазерно-го плавления. Физика металлов и металло-ведение. 2022;123(9):971–977. EDN: KRARUS. https://doi.org/10.31857/S0015323022090133.

27. Кривилев М.Д., Харанжевский Е.В., Камае-ва Л.В., Закирова Р.М. Анализ уровня оста-точных напряжений в компактных образцах из стали 316L, полученных методом селек-тивного лазерного плавления. В кн.: Берн-штейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов: Сборник тезисов. Научно-технический се-минар. Москва, 25–27 октября 2022 г. Москва: Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», 2022:82. EDN: IZCBUI.