ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СТРУКТУРУ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СВОЙСТВА СПЛАВА НА ОСНОВЕ ОРТОРОМБИЧЕСКОГО АЛЮМИНИДА ТИТАНА, ПОЛУЧЕННОГО СЕЛЕКТИВНЫМ ЛАЗЕРНЫМ СПЛАВЛЕНИЕМ
Authors: С.Л. Демаков , А.Г. Илларионов , С.И. Степанов , М.С. Карабаналов , М.А. Шабанов , А.А. Попов 
Published: November 2024

Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, растровой электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального и рентгеноструктурного фазовых анализов, микроиндентирования изучено влияние термического воздействия на структурно-фазовое состояние и физико-механические свойства сплава на основе орторомбического алюминида титана (О-сплава), полученного селективным лазерным сплавлением. Изменение режима селективного лазерного сплавления, а именно повышение величины относительной плотности энергии при синтезе с 49 до 97 Дж/мм3 приводит к эволюции характера пористости образцов после селективного лазерного сплавления: от пористости, связанной с непроплавом частиц порошка, к газовой пористости, наследуемой от пор в порошке. Фиксируемый в О-сплаве при селективного лазерного сплавления метастабильный β-твердый раствор при нагреве со скоростью 50 К/мин до 900 °С претерпевает распад в двух диапазонах температур 300–600 и 650–800 °С. Повышение температуры термообработки с 750 до 900 °С синтезированного О-сплава способствует уменьшению объемной доли и укрупнению размеров О-пластин, выделяющихся при распаде β-твердого раствора, что приводит к уменьшению эффекта дисперсионного упрочнения (роста твердости) и прироста модуля упругости. Рассмотрено влияние величины относительной плотности энергии при селективном лазерном сплавлении на химический состав синтезируемого О-сплава, стабильность фиксируемого β-твердого раствора к процессам распада и формируемый комплекс физико-механических свойств при термообработке.

Using the methods of differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, micro-X-ray spectral and X-ray structural phase analysis, microindentation, the influence of thermal effects on the structural-phase state and physical and mechanical properties of an alloy based on orthorhombic titanium aluminide (O-alloy), obtained by selective laser melting, was studied. A change in the selective laser melting regime, namely an increase in the relative energy density during synthesis from 49 to 97 J/mm3 leads to an evolution of the nature of the porosity of samples after selective laser melting from porosity associated with non-melting of powder particles to gas porosity inherited from pores in the powder. The metastable β-solid solution fixed in the O-alloy during selective laser melting, when heated at a rate of 50 K/min to 900 °C, undergoes decomposition in two temperature ranges 300–550 and 700–800 °C. Increasing the heat treatment temperature from 750 to 900 °C of the synthesized O-alloy promotes reduce the volume fraction and the enlargement of O-plates released during the decomposition of the β-solid solution, which leads to a decrease in the effect of dispersion strengthening (hardness growth) and an increase in the elastic modulus. The influence of the relative energy density value during selective laser melting on the chemical composition of the synthesized O-alloy, the stability of the fixed β-solid solution to decomposition processes, and the complex of physical and mechanical properties formed during heat treatment is considered.