ИССЛЕДОВАНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОГО ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ ИСХОДНОЙ МЕТАЛЛОПОРОШКОВОЙ КОМПОЗИЦИИ И ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКИ НА КАЧЕСТВО НАПЛАВЛЕННЫХ СЛОЕВ СПЛАВА МАРКИ ЭП648

Приведены результаты исследований химического и гранулометрического составов металлопорошковых композиций (МПК) марки ЭП648 (ХН50ВМТЮБ) фракцией 40 ‒ 150 мкм, полученных газовой атомизацией (МПК 1) и центробежным плазменным распылением (МПК 2), определение размера частиц порошков проводили методом сухого просеивания по ГОСТ 18318 ‒ 94, текучесть порошков была проверена в соответствии с ГОСТ 20899 ‒ 98 при помощи калиброванной воронки (прибор Холла), насыпная плотность ‒ в соответствии с ГОСТ 19440 ‒ 94. Согласно исследованиям обе партии композиций по своим параметрам соответствуют нормативной документации ТУ 78-265 ‒ 2023. Проведена прямая лазерная наплавка при погонной энергии 60 и 70 Дж/мм на пластины из материала ХН68ВМТЮК-ВД (ЭП693) на установке технологической лазерного выращивания модели ИЛИСТ-XL с использованием исследуемых металлопорошковых композиций. Режимы наплавки подбирали согласно предыдущим исследованиям. В образцах, наплавленных из композиции 1 обнаружены множественные поры (0,06 ‒ 0,08 мм), горячие кристаллизационные трещины протяженностью 0,3 ‒ 0,6 мм, проходящие по границе столбчатых кристаллов. В образцах, наплавленных из композиции 2, дефектов не обнаружено. Исследованы основные параметры металлопорошковых композиций, влияющие на образование структурных дефектов наплавленного материала. Определены основные дефекты исходных металлопорошковых композиций, оказывающие отрицательное наследственное влияние на качество наплавляемого материала: наличие сателлитов (мелких частиц, соединенных с более крупными) и пор на поверхности частиц порошка, что непосредственно связано с методом их получения. Установлено влияние погонной энергии на остаточную пористость наплавленного материала.

1. Jinguo Li, Lin Zhou, Nannan Lu, Wei Song, Jingjing Liang, Yizhou Zhou a, Liming Lei, Lei Shi. Advances and challenges in energy field assisted additive manufacturing nickel-based superalloys: Printability, microstructure, and performance. Journal of Materials Science & Technology. 2025;239:124‒152.

2. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.03.010

3. Dong Hang, Liu Yonghong, Shen Y., Wang X. Optimizing Machining Parameters of Compound Machining of Inconel718. Procedia CIRP. 2016;42:51‒56.

4. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.02.185.

5. Мазалов И.С., Волков А.М., Ломберг Б.С., Чабина Е.Б. Микроструктура и механические свойства никелевого высокопрочного сплава ВЖ172, полученного методом горячего изостатического прессования гранул. Труды ВИАМ. 2022; (9(115)):15–27. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2022-0-9-15-27

6. Yang Yongqiang, Jiang Renwu, Han Changjun, Chen Jiaqi, Li Haoran, Wang Yan, Tang Jinrong, Zhou Heng, Hu Weinan, Zheng Boyuan, Liu Zixin, Song Changhui, Wang Di. Frontiers in Laser Additive Manufacturing Technology. Additive Manufacturing Frontiers. 2024;3:200160.

7. https://doi.org/10.1016/j.amf.2024.200160

8. Mateichyk Vasyl, Ahieiev Maksym, Mościszewski Jakub, Ustincev Serhii, Vo-lodarets Mykyta, Kovbasenko Serhii. The use of additive technologies for the restoration and strengthening of parts of transport means. Transportation Research Procedia. 2023;74:592‒599. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2023.11.186.

9. Алишин М.И., Князев А.Е. Производство металлопорошковых композиций высокой чистоты титановых сплавов методом индукционной газовой атомизации для аддитивных технологий. Труды ВИАМ. 2017;11(59): 37–45.

10. Gullipalli Ch., Thawari N., Gupta T.V.K. Humping defects in laser based direct metal deposition. Materials Today: Proceedings. 2023. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.06.169

11. Jiang Pengfei, Zhang C.H., Zhang S., Zhang J.B., Chen J., Liu Y. Microstructure evolution, wear behavior, and corrosion performance of alloy steel gradient material fabricated by direct laser deposition. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9:1702‒11716. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.08.074.

12. Букаева А.З. Лазерная наплавка, как пер-спективный метод упрочнения и восстановления деталей современного машиностроения. Вопросы науки и образования. 2023;(3(168)):6–9.

13. Ribeiro Kandice, Mariani Fábio, Idogava Henrique, Silva Gustavo, Silveira Zilda, Lima Milton, Coelho Reginaldo. Evaluation of laser polishing as post-processing of Inconel 625 produced by Directed Energy Deposition. Procedia Manufacturing. 2021;53:368‒374.

14. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2021.06.040

15. Bingli Hua, Jiawei Yin, Bingzheng Wang, Yu Lu, Wenbin Zhan, Ke Huang a, Bin Han, Bo He, Qi Zhang. Microstructure evolution and performance improvement of 42CrMo steel repaired by an ultrasonic rolling assisted laser directed energy deposition IN718 superalloy. Journal of Alloys and Compounds. 2025;1026:180385. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.180385

16. Неруш С.В., Евгенов А.Г. Исследование мелкодисперсного металлического порошка жаропрочного сплава марки ЭП648-ВИ применительно к лазерной lmd-наплавке, а также оценка качества наплавки порошкового материала на никелевой основе на рабочие лопатки ТВД. Труды ВИАМ. 2014;(3):20.

17. Piscopo Gabriele, Atzeni Eleonora, Biamino Sara, Iuliano Luca, Mazzucato Federico, Saboori Abdollah, Salmi Alessandro, Valente Anna. Analysis of single tracks of IN718 produced by laser powder directed energy deposition process. Procedia CIRP. 2022;112:340‒345.

18. https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.09.006

19. Vundru Chaitanya, Singh Ramesh, Yan Wenyi, Karagadde Shyamprasad. Effect of spreading of the melt pool on the deposition characteristics in laser directed energy deposition. Procedia Manufacturing. 2021;53:407‒416.

20. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2021.06.043.

21. Сапрыкин А.А., Кузьмин В.И., Сергачев Д.В., Дудихин Д.В. Применение плазменной обработки для сфероидизации металлических порошков. Актуальные проблемы в маши-ностроении. 2017;4(2):16–20.

22. Ягодин М.Г. Исследование процесса и разработка технологии производства мелкодисперсных гранул жаропрочных никелевых сплавов для производства дисков газотурбинных двигателей: автореф. дис. канд. техн. наук. 2020:19.

23. Ильющенко А.Ф. Лецко А.И., Талако Т.Л. Получение металлических порошков для аддитивных технологий. Порошковая ме-таллургия: сборник научных трудов. Минск; 2017;40:48–53.

24. Иванов А.С. Анализ порошков для лазерной наплавки при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники. Известия Оренбургского государственного аграрного уни-верситета. 2021;(5(91)):125–129.

25. ГОСТ 18318-94. Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием. Москва: ИПК Изд-во стандартов. 1996:8.

26. Гропянов А.В., Ситов Н.Н., Жукова М.Н. Порошковые материалы: учебное пособие. СПб: ВШТЭ СПбГУПТД; 2017:74.

27. Волков А.М., Шестакова А.А., Бакрадзе М.М. Сравнение гранул, полученных методами газовой атомизации и центробежного распыления литых заготовок, с точки зрения применения их для изготовления дисков ГТД из жаропрочных никелевых сплавов. Труды ВИАМ. 2018;(11(71));12–19. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2018-0-11-12-19

28. Морунов И.В., Крылова С.Е., Оплеснин С.П. Оценка дефектов реализации процесса лазерной наплавки в промышленных условиях. В кн.: Уральская школа молодых металловедов: материалы XVIII Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов – молодых ученых. Екатеринбург. 2017:21–26.

29. Khakimov A.M., Zhatkin S.S., Nikitin K.V. Investigation of the parameters of direct laser growing and subsequent processing to obtain a defect-free structure of a material made of a heat-resistant EP648 alloy. In: Journal of Physics: Conference Series (Engineering and Materials Science). 2021:305–310.

30. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2094/4/042037