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

Влияние наночастиц TiB2 на микроструктуру и механические свойства жаропрочного сплава ВЖ159, изготовленного методом селективного лазерного плавления

И. А. Полозов, А. М. Золотарев, А. Л. Барабаш, А. М. Грачева, В. А. Нефедова, А. А. Попович

Аннотация


Исследовано влияние добавок наночастиц TiB2 (0,5 – 2,0 масс. %) на микроструктуру и механические свойства жаропрочного сплава ВЖ159, изготовленного селективным лазерным плавлением. Проведен микроструктурный анализ, определена плотность образцов методом гидростатического взвешивания, выполнены испытания на растяжение. Показано, что добавки TiB2 измельчают дендритную структуру сплава от 8 – 12 до 2 – 3 мкм, повышают микротвердость до 349 HV, но снижают пластичность от 35,9 до 3 – 5 %. Термическая обработка усиливает охрупчивание композитов из-за сегрегации боридов на границах зерен. Превращение TiB2 в комплексные (Cr, Mo)B фазы обеспечивает измельчение структуры, но создает хрупкую боридную сетку.


Ключевые слова


селективное лазерное плавление; жаропрочный сплав ВЖ159; наночастицы TiB2; измельчение микроструктуры; механические свойства

Полный текст:

PDF

Литература


DebRoy T., Wei H. L., Zuback J. S. et al. Additive manufacturing of metallic components — Process, structure and properties // Prog. Mater. Sci. 2018. V. 92. P. 112 – 224.

Herzog D., Seyda V., Wycisk E. et al. Additive manufacturing of metals // Acta Mater. 2016. V. 117. P. 371 – 392.

Yap C. Y., Chua C. K., Dong Z. L. et al. Review of selective laser melting: Materials and applications // Appl. Phys. Rev. 2015. V. 2, Is. 4. Art. 041101.

Dahmen T. Additive manufacturing for fuel injectors: design, processes and materials, Ph.D. thesis / Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark, 2021. DOI: 10.13140/ RG.2.2.21672.85762

Han P. Additive design and manufacturing of jet engine parts // Engineering. 2017. V. 3, Is. 5. P. 648 – 652.

Kyarimov R. R., Statnik E. S., Sadykova I. A. et al. Factorial-experimental investigation of LPBF regimes for VZh159 nickel superalloy grain structure and structural strength optimization // Front. Mater. 2024. V. 11. Art. 1470651. DOI: 10.3389/fmats.2024.1470651

Evgenov A. G., Gorbovets M. A., Prager S. M. Structure and mechanical properties of heat resistant alloys VZh159 and EP648, prepared by selective laser fusing // Aviation Materials and Technologies. 2016. Is. S1. P. 8 – 15.

Chen Z., Chen S., Wei Z. et al. Anisotropy of nickel-based superalloy K418 fabricated by selective laser melting // Prog. Nat. Sci.: Mater. Int. 2018. V. 28, Is. 4. P. 496 – 504.

Calandri M., Yin S., Aldwell B. et al. Texture and microstructural features at different length scales in Inconel 718 produced by Selective Laser Melting // Materials. 2019. V. 12, Is. 8. Art. 1293.

Basu B., Raju G. B., Suri A. K. Processing and properties of monolithic TiB2 based materials // Int. Mater. Rev. 2006. V. 51, Is. 6. P. 352 – 374.

Zhang B., Li Y., Bai Q. et al. Microhardness and microstructure evolution of TiB2 reinforced Inconel 625/TiB2 composite produced by selective laser melting // Opt. Laser Technol. 2016. V. 80. P. 186 – 195.

Zhang Z., Han Q., Liu Z. et al. Combined effects of heat treatment and TiB2 content on the high-temperature tensile performance of TiB2-modified Ni-based GH3230 alloy processed by laser powder bed fusion // Mater. Sci. Eng. A. 2022. V. 861. Art. 144379.

Bae J.-S., Tekoglu E., Alrizqi M. et al. Additive manufacturing of strong and ductile In939 + TiB2 by laser powder bed fusion // Mater. Sci. Eng. A. 2025. V. 939. Art. 148446.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.10.75-82

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025