Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Имитация термического цикла электронно-лучевой сварки сплава ВТ6, полученного методами прокатки и селективного лазерного сплавления. 2. Сравнительный анализ микроструктуры и фазового состава

А. А. Яхин, А. В. Панин

Аннотация


Проведен сравнительный анализ микроструктуры и фазового состава различных зон сварного соединения титанового сплава ВТ6, полученного прокаткой и селективным лазерным сплавлением (СЛС) при разных параметрах электронно-лучевой сварки. Имитация сварочного цикла проведена путем однопроходного перемещения электронного луча поперек прокатанных и СЛС образцов сплава ВТ6. Металлографическим методом показано влияние исходной микроструктуры сплава ВТ6 и силы тока пучка электронно-лучевой сварки на размеры первичных β-зерен и пластин мартенситной α/α′-фазы, формирующихся в сварном шве и зоне термического влияния. Методом рентгеновской дифракции измерены объемная доля остаточной β-фазы, периоды кристаллической решетки α/α′- и β-фаз, а также величина остаточных напряжений в сварных швах исследованных образцов.


Ключевые слова


селективное лазерное сплавление; титановые сплавы; ВТ6 (Ti – 6Al – 4V/Ti64); электронно-лучевая сварка; микроструктура; фазовый состав

Полный текст:

PDF

Литература


Omoniyi P. O., Mahamood R. M., Arthur N. et al. Joint integrity evaluation of laser beam welded additive manufactured Ti6Al4V sheets // Sci. Rep. 2022. V. 12, Is. 1. 4062. DOI: 10.1038/s41598-022-08122-2

Wits W., Becker J. J. Laser beam welding of titanium additive manufactured parts // Procedia CIRP. 2015. V. 28. P. 70 – 75. DOI: 10.1016/j.procir.2015.04.013

Yu H., Li F., Yang J. et al. Investigation on laser welding of selective laser melted Ti – 6Al – 4V parts: Weldability, microstructure and mechanical properties // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 712. P. 20 – 27. DOI: 10.1016/j.msea.2017.11.086

Rautio T., Hamada A., Mäkikangas J. et al. Laser welding of selective laser melted Ti6Al4V: Microstructure and mechanical properties // Materials Today Proceedings. 2020. V. 28. P. 907 – 911. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.12.322

Tavlovich B., Shirizly A., Katz R. EBW and LBW of additive manufactured Ti6Al4V products // Weld. J. 2018. V. 97, Is. 6. P. 179 – 190. DOI: 10.29391/2018.97.016

Wang P., Nai M. L. S., Sin W. J. et al. Effect of overlap distance on the microstructure and mechanical properties of in situ welded parts built by electron beam melting process // J. Alloy. Compd. 2018. V. 772. P. 247 – 255. DOI: 10.1016/ j.jallcom.2018.09.093

Панин А. В., Казаченок М. С., Круковский К. В. и др. Сравнительный анализ микроструктуры сварных соединений образцов Ti – 6Al – 4V, полученных методом прокатки и проволочной электронно-лучевой аддитивной технологии // Физическая мезомеханика. 2023. Т. 26, № 4. C. 64 – 78.

Боянгин Е. Н., Перевалова О. Б., Панин А. В., Мартынов С. А. Влияние электронно-лучевой сварки на микроструктуру и микротвердость 3D-напечатанных изделий из титанового сплава Ti – 6Al – 4V // ФММ. 2021, Т. 122, № 2. С. 152 – 158. DOI: 10.31857/S0015323021020030

Perevalova O. B., Panin A. V., Kazachenok M. S., Martynov S. A. Electron beam impact on microstructure and microhardness of Ti – 6Al – 4V titanium alloy produced by wire Electron-Beam additive manufacturing technology and selective laser alloying at simulation of Electronic-Beam welding // Phys. Met. Metallogr. 2024. V. 125, Is. 7. P. 790 – 796. DOI: 10.1134/s0031918x24600842

Xu M., Chen Y., Zhang T. et al. Microstructure evolution and mechanical properties of wrought/wire arc additive manufactured Ti – 6Al – 4V joints by electron beam welding // Mater. Charact. 2022. V. 190. 112090. DOI: 10.1016/j.matchar.2022.112090

Singh A. K., Kumar B., Jha K. et al. Friction stir welding of additively manufactured Ti – 6Al – 4V: Microstructure and mechanical properties // J. Mater. Process. Technol. 2019. V. 277. 116433. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2019.116433

Scherillo F., Astarita A., Carrino L. et al. Linear friction welding of Ti – 6Al – 4V parts produced by electron beam melting // Mater. Manuf. Processes. 2018. V. 34, Is. 2. P. 201 – 207. DOI: 10.1080/10426914.2018.1532086

Węglowski M., Błacha S., Phillips A. Electron beam welding — Techniques and trends — Review // Vacuum. 2016. V. 130. P. 72 – 92. DOI: 10.1016/j.vacuum.2016.05.004

Крылов К. И., Прокопенко В. Т., Митрофанов А. С. Применение лазеров в машиностроении и проборостроении. Ленинград: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. 134 c.

Тупицын А. М., Гладков Э. A., Чернов А. В. Анализ технологических возможностей современных способов автоматической сварки крупногабаритных тонкостенных изделий ответственного назначения из алюминиевых сплавов // Глобальная ядерная безопасность. 2016. T. 1, № 18. С. 66 – 75.

Kim J., Pyo C., Kim Y. et al. Experimental study on Bead on Plate (BOP) welding of 6 mm thick 9% nickel steel by fiber laser welding // Materials. 2021. V. 14, Is. 24. 7699. DOI: 10.3390/ma14247699

Larin M., Pevzner Y., Shalnova S., Petrovskiy P. Laser welding modes optimization of the selective laser melted Ti – 6Al – 4V thin-thickness parts with complex shape // Metals. 2021. V. 11, Is. 12. 2013. DOI: 10.3390/met11122013

Григорьев В. В., Бахматов П. В. Влияние режимов термической обработки в условиях фазового предпревращения на структуру и свойства сварных соединений из титанового сплава, выполненных электронно-лучевой сваркой // МиТОМ. 2023. № 12. С. 37 – 44. DOI: 10.30906/mitom. 2023.12.37-44

Яхин А. А., Панин А. В. Имитация термического цикла электронно-лучевой сварки сплава ВТ6, полученного методами прокатки и селективного лазерного сплавления: 1. Сравнительный анализ геометрических параметров микротвердости // МиТОМ. 2025. № 7. C. 44 – 52.

Миркин Л. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов: Справочник. М: Государственное изд-во физ.-мат. литературы, 1961. 863 с.

Wang G. Q., Zhao Z. B., Yu B. B. et al. Effect of base material on microstructure and texture evolution of a Ti – 6Al – 4V electron-beam welded joint // Acta Metall. Sin.-Engl. Lett. 2017. V. 30, Is. 5. P. 499 – 504. DOI: 10.1007/ s40195-017-0528-0

Keles O., Shuja S., Yilbas B. S. et al. Additive manufacturing of Ti-alloy: Thermal analysis and assessment of properties // AIME. 2020. V. 12, Is. 6. 168781402093306. DOI: 10.1177/ 1687814020933068

Yang X., Barrett R. A., Tong M. et al. Towards a process-structure model for Ti – 6Al – 4V during additive manufacturing // J. Manuf. Processes. 2020. V. 61. P. 428 – 439. DOI: 10.1016/ j.jmapro.2020.11.033

Bestard G. A., Alfaro S. C. A. Measurement and estimation of the weld bead geometry in arc welding processes: the last 50 years of development // J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 2018. V. 40. P. 444. DOI: 10.1007/s40430-018-1359-2

Jindal S., Chhibber R., Mehta N. P. Effect of welding parameters on bead profile, microhardness and H2 content in submerged arc welding of high-strength low-alloy steel // Proc. Inst. Mech. Eng. B: J. Eng. Manuf. 2013. V. 228, Is. 1. P. 82 – 94. DOI: 10.1177/0954405413495846

Zhou W., Sahara R., Tsuchiya K. First-principles study of the phase stability and elastic properties of Ti – X alloys (X = Mo, Nb, Al, Sn, Zr, Fe, Co and O) // J. Alloy. Compd. 2017. V. 727. P. 579 – 595. DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.08.128




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.8.44-53

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025