Оптимизация режимов импульсной высокочастотной механо-электрофизической постобработки slm-изделий (промежуточный, 2019 г.)

Проект направлен на решение актуальной проблемы — разработку метода постобработки изделий аддитивного производства, основанного на комбинированном импульсном высокочастотном многоуровневом механо-электрофизическом воздействии, обеспечивающем улучшение эксплуатационных характеристик изделий.Аддитивное производство находит все большее применение в различных отраслях промышленности. Возможность изготавливать детали сложных форм и практически конечных размеров, минимизируя последующую механообработку, позволяет существенно снизить расход материала и производственные затраты. Однако данные достоинства нивелируются неоднородностями, возникающими в структуре (в частности, в титановых изделиях могут одновременно формироваться мартенситные пластины различных размеров, видманштеттова структура и др.). В условиях высокоскоростного спекания частиц высоколегированных сплавов возникают структурно-фазовые неоднородности, являющиеся концентраторами напряжений, снижающими прочность, что требует проведения постобработки.В проекте поставлена задача разработки метода термомеханической постобработки деталей и изделий аддитивной производства, обеспечивающей достижение высоких характеристик прочности, твердости и усталостной долговечности для изделий, полученных методом селективного лазерного плавления (Selective Laser Melting, SLM).В основу проведенных ПНИ положены разработанные и представленные в отчете методики – методики исследований механических характеристик («Временное сопротивление материала σВ», «Условный предел текучести σ0,2» и «Относительное удлинение после разрыва δ», «Количество циклов до разрушения при растяжении в одноосном циклическом режиме», «Твердость по Роквеллу HRC»), методики исследований структурных характеристик («Величина микроискажений Δd/d», «Напряжение σ», «Параметр кристаллической решетки», «Содержание фаз», «Внутренняя структура и расчет пористости», «параметр шероховатости Ra»), а также методика оптимизации режимов импульсной высокочастотной механо-электрофизической постобработки SLM-изделий.На основе анализа изменения механических и структурных характеристик выбраны нижний и верхний пределы уровней действительных значений выбранных факторов технологических режимов, в пределах которых достигается выполнение требований п. 4.1.1 технического задания: увеличение значения удлинения при разрыве не менее чем на 20 %; увеличение усталостной долговечности не менее чем на 30 %; увеличение значения твердости HRC не менее чем на 5 единиц. Показано, что проведение импульсной высокочастотной механо-электрофизической постобработки экспериментальных SLM-образцов из титанового сплава ВТ6 и порошковой композиции ВТ6-TiС при оптимальных режимах позволяет повысить усталостную долговечность в 2,1 раза для экспериментальных SLM-образцов из титанового сплава ВТ6 и в 1,67 раза для экспериментальных SLM-образцов из порошковой композиции ВТ6-TiС.