ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 549:54.055
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-1-73-84
Аннотация
Постановка задачи. Аддитивные технологии перспективная и развивающаяся отрасль машиностроения, которая позволяет изготавливать металлические изделия конечной формы или близкой к конечной за одну технологическую операцию, что сокращает сроки производства и является экономически целесообразным. В настоящее время в высокотехнологичных отраслях машиностроения и авиакосмической промышленности широко применяются высокопрочные безуглеродистые мартенситно-стареющие стали системы легирования Fe–Ni–Co–Mo. Их применение обусловлено сочетанием свойств, которые позволяют эксплуатировать детали при экстремально высоких и низких температурах, а также при высоких ударных и силовых нагрузках. Важнейшим преимуществом мартенситно-стареющих сталей перед другими высокопрочными сталями является необычно высокое сопротивление хрупкому разрушению. При производстве тяжелонагруженных изделий сложной геометрической формы из высокопрочных материалов одной из актуальных задач является разработка новых экономически выгодных и высокопроизводительных технологий, таких как аддитивное производство. В случае выращивания изделий методом дуговой наплавки остаются нерешенными вопросы, связанные со снижением анизотропии свойств полученного материала, также требует дополнительной проработки вопрос адаптации известных режимов термической обработки для обеспечения необходимого уровня и однородности заданных свойств. Цель работы. Изучение закономерности (особенностей) формирования структуры на макро- и микроуровнях образцов из мартенситно-стареющей стали, полученных аддитивным выращиванием с применением последующей термической обработки. Новизна. Впервые исследовано влияние термической обработки, включающей в себя гомогенизацию, закалку и старение на формирование макро- и микроструктуры образцов из мартенситно-стареющей стали, полученных аддитивным выращиванием. Результаты. Предложенная термическая обработка позволяет добиться повышения твердости и однородности наплавленного металла, что благополучно скажется на эксплуатационных свойствах наплавленных изделий.
Ключевые слова
аддитивные технологии, термическая обработка, мартенситно-стареющие стали, высокопрочные стали WAAM, CMT-наплавка
Для цитирования
Мосягин И.А., Ольшанская Т.В. Исследование влияния термической обработки на структурообразование и свойства мартенситно-стареющей стали, полученной аддитивным выращиванием // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №1. С. 73-84. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-1-73-84
1. Худойкулов Н.З. Аддитивное производство металлических конструкций // Композиционные материалы. 2019. № 3. С. 1-2.
2. Особенности материалов и технологий аддитивного производства изделий / Кубанова А.Н., Сергеев А.Н., Добровольский Н М. и др. // Чебышевский сборник. 2019. Т. 20. № 3. С. 453-477.
3. Лаев К.А. Влияние легирования и термической обработки на структуру и свойства коррозионностойких высокохромистых сталей мартенситного и супермартенситного классов для изготовления труб нефтегазового сортамента: автореф. дис. … канд. техн. наук. Челябинск, 2016. 22 c.
4. Агбалян С.Г., Симонян В.А. Обзор особенностей, методов производства и перспектив использования мартенситно-стареющих сталей // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 8. С. 2-3.
5. Коррозионностойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы: справ. изд. / А.П. Шлямнев и др. М.: Интермет Инжиниринг, 2000.
6. Casati R., Lemke J., Vedani M. Microstructural and Mechanical Properties of as Built, Solution Treated and Aged 18 Ni (300 grade) Maraging Steel Produced by Selective Laser Melting // Metall. Ital. 2017, vol. 109, pp. 11-20.
7. Перкас М.Д., Кардонский В.М. Высокопрочные мартенситностареющие стали. М.: Металлургия, 1970. 224 с.
8. Полунов И.Л. Исследование влияния различных видов термообработки на структуру и прочностные свойства высокопрочных мартенситностареющих сталей // Труды ВИАМ. 2018. №3 (63). С. 3-11. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-3-3-11
9. Паршуков Л.И., Гильмутдинов Ф.З., Скупов А.А. Исследование сварных швов мартенситно-стареющей стали типа 03Н18К9М5Т после локальной термоциклической обработки сталей // Труды ВИАМ. 2017. №7 (55). С. 55-60. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-6-6
10. Bai Y.C., Wang D., Yang Y.Q., Wang H. Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of maraging steel by selective laser melting // Mater. Sci. Eng. A 2019, vol. 760, pp. 105-117.
11. Технологические особенности производства мартенситно-стареющей стали ВКС-180 / Маркова Е.С., Якушева Н.А., Покровская Н.Г., Шалькевич А.Б. // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2013. №7. Ст. 01. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=120
12. Ильина Ю. С. Влияние термической обработки на структуру и свойства стали // Молодой ученый. 2020. № 51 (341). С. 40-42.
13. Ageing behaviour of an Fe-20Ni-1.8Mn-1.6Ti-0.59Al (wt%) maraging alloy: Clustering, precipitation and hardening / Pereloma E.V., Shekhter A., Miller M.K., Ringer S.P. // Acta Mater. 2004, vol. 52, pp. 5589-5602
14. Wu W.P., Wang X. Microstructure and mechanical properties of maraging 18Ni-300 steel obtained by powder bed based selective laser melting process. Rapid Prototyp. // J. Mater. Sci. 2020, vol. 26, pp. 1379-1387.
15. Effects of aging time on the microstructure and mechanical properties of laser-cladded 18Ni300 maraging steel / Zhu H.M., Zhang J.W., Hu J.P., Ouyang M.N., Qiu C.J. J. Mater. Sci. 2021, vol. 56, pp.8835–8847.