УДК 621.791
DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-2-38-46
Аннотация
Технология проволочно-дугового аддитивного производства в международном сообществе известная как Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) – это новый метод непосредственного изготовления компонентов путем плавления и нанесения слоя присадочной проволоки слой за слоем с дугой в качестве источника питания. Алюминиевый сплав 1580, экспериментальный магнийсодержащий сплав с введением 0,1% скандия в качестве легирующего элемента для повышения прочности, имеет широкие перспективы применения в аэрокосмической промышленности благодаря высокому соотношению прочности и веса и хорошим механическим свойствам. Использование технологии WAAM для изготовления изделий из высокопрочных алюминиевых сплавов привлекло внимание аэрокосмической промышленности. Однако металл, полученный с помощью процесса дуговой наплавки, имеет высокие остаточные напряжения, неблагоприятную микроструктуру, приводящие к низким механическим свойствам. Доказано, что такая термообработка, как отжиг повышает свойства многослойно наплавленных изделий из алюминиевого сплава Д16. Алюминиевый сплав 1580 также можно упрочнить путем термообработки, и его свойства варьируются в зависимости от температуры и времени обработки. В этом исследовании с помощью WAAM были изготовлены тонкостенные образцы из алюминиевого сплава 1580. Для термообработки образцов был проведен отжиг с различными температурами и временем. Исследована микроструктура и механические свойства образцов, отожженных в различных условиях. Представлены результаты механических испытаний образцов. Обнаружено влияние термообработки на микроструктуру и механические свойства образцов из сплава 1580.
Ключевые слова
Аддитивные технологии, многослойная наплавка, Cold Metal Transfer, алюминий, скандий, термообработка, отжиг, механические свойства, прочность при растяжении, микроструктура, проволочно-дуговая послойная наплавка, Wire Arc Additive Manufacturing, дуговая сварка.
Для цитирования
Исследование влияния термообработки на микроструктуру и механические свойства образцов из алюминиевого магнийсодержащего сплава 1580, полученных способом многослойной наплавки / Карташев М.Ф., Юрченко А.Н., Гребенкин Р.Д., Миндибаев М.Р., Пермяков Г.Л., Трушников Д.Н. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. №2. С. 38–46. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-2-38-46
1. S. Williams, F. Martina, A. Addison, J. Ding, G. Pardal, P. Colegrove, Wire + arc additive manufacturing, J. Mater. Sci. Technol. 32 (2016) 641–647, https://doi. org/10.1179/1743284715Y.0000000073.
2. T. DebRoy, H. Wei, J. Zuback, T. Mukherjee, J. Elmer, J. Milewski, A. Beese, A. Wilson-Heid, A. Ded, W. Zhang, Additive manufacturing of metallic components – process, structure and properties, progress in materials, Science 92 (2018) 112–224, https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.10.001.
3. D. Ding, A. Pan, D. Criuri, H. Li, Wire-feed additive manufacturing of metal components: technologies, developments and future interests, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 81 (2015) 465–481, https://doi.org/10.1007/s00170-015-7077-3.
4. Zewu Qi, Baoqiang Cong, Bojin Qi, Gang Zhao, Jialuo Ding, Properties of wire + arc additively manufactured 2024 aluminum alloy with different solution treatment temperature, Materials Letters, Volume 230, 2018, Pages 275-278, ISSN 0167-577X, https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.07.144.
5. P. Naga Raju, K. Srinivasa Rao, G.M. Reddy, M. Kamaraj, K. Prasad Rao, Mater. Sci. Eng. A 464 (2007) 192–201.
6. Baranov V. et al. Study of strength properties of semi-finished products from economically alloyed high-strength aluminium-scandium alloys for application in automobile transport and shipbuilding // Open Engineering. 2018. Vol. 8. No. 1. P. 69–76.
7. Щицын Ю. Д. и др. Использование плазменной наплавки для аддитивного формирования заготовок из алюминиевых сплавов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2019. Т. 21. №. 2.
8. Белов Н. А., Алабин А. Н. Перспективные алюминиевые сплавы с добавками циркония и скандия //Цветные металлы. 2007. №. 2. С. 99–106.
9. Белов Н. А., Алабин А. Н., Прохоров А. Ю. Влияние добавки циркония на прочность и электросопротивление холоднокатаных алюминиевых листов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2009. №. 4. С. 42–47.
10. J. Gu, J. Ding, S. Williams, H. Gu, J. Bai, Y. Zhai, P. Ma, The strengthening effect of inter layer cold working and post-deposition heat treatment on the additively manufactured Al-6.3Cu alloy, Mater. Sci. Eng. A 651 (2016) 18–26.
11. J. Bai, C. Fan, S. Lin, C. Yang, B. Dong, Mechanical properties and fracture behaviors of GTA-additive manufactured 2219-Al after an especial heat treatment, J. Mater. Eng. Perform. 26 (2017) 1808–1816, https://doi.org/ 10.1007/s11665-017-2627-5.
12. Baoqiang Cong, Zewu Qi, Bojin Qi, Hongye Sun, Gang Zhao and Jialuo Ding, A Comparative Study of Additively Manufactured Thin Wall and Block Structure with Al-6.3%Cu Alloy Using Cold Metal Transfer Process. Appl. Sci. 2017, 7, 275.