Структура и свойства конструкционной среднеуглеродистой стали (хромоникельмолибденованадиевой), in situ легированной вольфрамом при селективном лазерном сплавлении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования структуры и свойств аддитивной среднеуглеродистой стали Fe–0.45C–0.4Si–0.7Mn–0.1V–0.3Mo–0.2Cu–1Cr–1.5Ni (в мас.%), легированной вольфрамом в количестве от 1 до 10 мас. %. Исследовалась возможность введения вольфрама в сталь при аддитивных процессах производства. Легирование осуществлялось при смешивании порошков среднеуглеродистой стали и вольфрама, затем проводилось селективное лазерное сплавление металлопорошковой композиции. Установлено, что при введении различного количества вольфрама в среднеуглеродистую сталь ее плотность и твердость изменяются линейно. Результаты исследования могут быть полезны для разработки новых материалов и оптимизации процессов селективного лазерного сплавления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Жуков

НИЦ “Курчатовский институт” — ЦНИИ КМ “Прометей”

Автор, ответственный за переписку.
Email: jouan@mail.ru
Россия, Шпалерная ул., 49, Санкт-Петербург, 191015

И. В. Шакиров

НИЦ “Курчатовский институт” — ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: jouan@mail.ru
Россия, Шпалерная ул., 49, Санкт-Петербург, 191015

В. В. Бобырь

НИЦ “Курчатовский институт” — ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: jouan@mail.ru
Россия, Шпалерная ул., 49, Санкт-Петербург, 191015

М. Л. Федосеев

НИЦ “Курчатовский институт” — ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: jouan@mail.ru
Россия, Шпалерная ул., 49, Санкт-Петербург, 191015

Н. А. Христюк

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: nikolai.hristyuk@mail.ru
Россия, Московский пр-т, 26, Санкт-Петербург, 190013

С. П. Богданов

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: nikolai.hristyuk@mail.ru
Россия, Московский пр-т, 26, Санкт-Петербург, 190013

П. А. Кузнецов

НИЦ “Курчатовский институт” — ЦНИИ КМ “Прометей”

Email: jouan@mail.ru
Россия, Шпалерная ул., 49, Санкт-Петербург, 191015

Список литературы

  1. Анастасиади Г.П., Сильников М.В. Работоспособность броневых материалов. СПб.: Астерион, 2004. 621 с. ISBN: 5-94856-081-3
  2. Альтман Ю. Военные нанотехнологии. Возможности применения и превентивного контроля вооружений. М.: Техносфера, 2006. 424 с. ISBN: 5-94836-096-2
  3. Буренок В.М., Ивлев А.А., Корчак В.Ю. Развитие военных технологий XXI века: проблемы, планирование, реализация. Тверь: Купол, 2009. 624 с. ISBN: 978-5904297-01-5
  4. Романовский В.С., Мелихов К.В., Изергин Н.Д. Сравнительный анализ существующих материалов из защитных структур и технико-экономическая оценка конструкции бронезащиты // Изв. ТулГУ. Технические науки. 2022. № 6. С. 87–97. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2022-6-87-97
  5. Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В. Материалы и структуры легкой бронезащиты: учебник. М.: Из-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 191 с. ISBN: 978-5-7038-4001-6
  6. Богданов С.П., Христюк Н.А., Жуков А.С. 3D-печать алитированным стальным порошком // Сталь. 2024. № 12. С. 41–45. https://doi.org/10.3103/S0967091225700159
  7. Saeidi K., Gao X., Zhong Y., Shen Z.J. Hardened austenite steel with columnar sub-grain structure formed by laser melting // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 625. P. 221–229. https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.12.018
  8. Богданов С.П., Христюк Н.А., Жуков А.С., Богданова А.С. 3D-печать карбидосталью // Сталь. 2025. № 3. С. 33–39.
  9. Herderick E.D. Additive Manufacturing in the Minerals, Metals, and Materials Community: Past, Present, and Exciting Future // Additive Manufacturing. 2016. V. 68. P. 721–723. https://doi.org/10.1007/s11837-015-1799-4
  10. Talignani A., Seede R., Whitt A., Zheng S., Ye J., Karaman I., Kirka M.M., Kato Y., Wang M. A review on additive manufacturing of refractory tungsten and tungsten alloys // Additive Manufacturing. 2022. V. 58. P. 103009. https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103009
  11. ГОСТ 4543–71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1973. 68 с.
  12. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. М.: Машиностроение, 1996. 992 с. ISBN: 5-217-02687-1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Порошки стали 45ХН2МФА (а) и вольфрама ПВЧ (б), скопления вольфрама в смеси порошков (в).

Скачать (2MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гранулометрический состав смеси порошков стали 45ХН2МФА и 10 мас.%W.

Скачать (291KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости плотности образцов из стали 45ХН2МФА с добавлением W от энерговложения.

Скачать (625KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение зависимости плотности СЛС-образцов из стали 45ХН2МФА от содержания W в смеси с расчетной плотностью.

Скачать (366KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рентгенограммы порошковой смеси и образца СЛС с 10 мас.%W.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. СЭМ-изображение структуры СЛС-образца на примере образца с 4%W по массе. Видны светлые области, означающие присутствие вольфрама: (а) точечные скопления, (б) турбулентные области в ванне расплава.

Скачать (3MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость твердости от содержания W.

Скачать (296KB)
Метаданные
9. Рис. 8. СЭМ-изображение структуры образцов с указанием номеров МРСА-спектров: (а) образец с W 2 мас.%, (б) с W 4 мас.%.

Скачать (5MB)
Метаданные