Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методов контроля микроструктуры полиметаллических изделий в процессе послойного синтеза.

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
аддитивная технология, селективное лазерное плавление,микроструктура, пористость, твердость, механические свойства, ячеистые элементы

Цель проекта:
1. Проблема, на решение которой направлен реализуемый проект На процесс селективного лазерного плавления влияет большое количество параметров. При этом свойства изделий полученных методом селективного лазерного плавления имеют нелинейный отклик на изменение параметров процесса: например изменение мощности лазера или скорости сканирования может привести к возникновению различных дефектов микроструктуры, таких как нерегулярность структуры, трещины, поры. В связи с этим разработка методик контроля микроструктуры является одной из главных задач в области исследования процесса СЛП. 2. Цель проекта: Разработка методов контроля микроструктуры полиметаллических изделий, в том числе с ячеистыми элементами в процессе послойного лазерного синтеза.

Основные планируемые результаты проекта:
1. - Результаты экспериментальных исследований влияния параметров лазерной обработки порошков металлов/сплавов в процессе послойного синтеза на микроструктуру выращиваемого изделия, включая форму и размер зерен, фаз; микротвердость; наличие дефектов, в том числе геометрические размеры пор, плотность распределения пор, наличие не проплавленных включений порошков, трещин в выращиваемом слое/слоях изделия;
- Методика контроля микроструктуры для изделия типа вала, с основным материалом вала из одного металла/сплава и посадочными зонами под подшипники из другого металла/сплава;
- Методика контроля микроструктуры для изделия типа блиска турбины, лопатки которой из одного металла/сплава составляют единое целое с диском ротора из другого металла/сплава;
- Атлас микроструктур, содержащий шкалы микроструктур металлов/сплавов (ВТ1-0 ГОСТ 19807-91, ВТ6 ГОСТ 19807-91; никелевых сплавов типа ХН62ВМЮТ (ЭП-708 ВД) ТУ14-1-1018-98, ЭП-718 ТУ 1-809-823-99) и дефектов в зависимости от параметров лазерной обработки.

2. Методики КМПИ должны устанавливать требования к проведению измерений и обеспечивать получение следующих данных о микроструктуре полиметаллических изделиях: микротвердость по Виккерсу (HV); геометрические размеры пор (мкм);плотность распределения пор (мм-2); форма и размер зерен, фаз; наличие не проплавленных включений порошков;наличие трещин.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечным продуктом, создаваемым с использованием результатов проекта будет создание мультилазерного автоматизированного комплекса для послойного синтеза полиметаллических изделий с ячеистыми элементами (блиск турбины)
2. Научная новизна метода заключается в том, что ранее не были изучены принципы формирования контрольных экспериментальных образцов, их свойства относительно свойств материала изделия, корреляция свойств контрольных экспериментальных образцов с аналогичными участками из сложнопрофильного изделия типа вала или блиска турбины с ячеистыми структурами.
3. Полученные результаты позволят обладать данными о влиянии параметров СЛП на микроструктуру изделий на уровне, описываемом в современной литературе и получаемых в ведущих исследовательских лабораториях мира.
4. Для достижения заявленных результатов: - необходимо разработать принципы создания образцов свидетелей для различных типов изделий: для изделий типа вал и для изделий с ячеистыми элементами;
- необходимо провести параметрические исследования влияния параметров процесса (мощность лазера, скорость перемещения и угла наклона лазерного луча, интервал штриховки, алгоритм сканирования, стратегия построения, диаметр пятна лазера, траектория лазерного луча) на микроструктуру изделия для сплавов ВТ1-0, ВТ6; ХН62ВМЮТ;
-необходимо создать методики КМПИ для изделий типа вал и для изделий с ячеистыми структурами;


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
- Создание методов контроля микроструктуры полиметаллических изделий с ячеистыми элементами в процессе послойного лазерного синтеза, позволит увеличить точность и качество изделий (валы, блиски турбин и т.д.) получаемых методом селективного лазерного плавления.
- ГК «Росатом» уделяет значительное внимание модернизации существующих технологий (Паспорт Программы инновационного развития и технологической модернизации Госкорпорации «Росатом» на период до 2020 года (в гражданской части). Модернизация технологий по всем этапам цепочки создания стоимости позволит снизить себестоимость производимой продукции, соответственно, увеличить конкурентоспособность продукции Госкорпорации на мировых рынках и, следовательно, увеличить долю экспортных поставок.

Текущие результаты проекта:
Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы;
Проведен теоретический анализ процессов плавки порошковых материалов на основе металлов/сплавов под воздействием лазерного луча и формирования микроструктуры в изделии в процессе послойного синтеза;
Проведена сравнительная оценка эффективности использования различных методик контроля микроструктуры полиметаллических изделий, в том числе с ячеистыми элементами, в процессе послойного синтеза;
Проведен выбор и обоснование оптимального варианта решения задач по разработке методик КМПИ, в том числе с ячеистыми элементами;
Разработаны программы и методики экспериментальных исследований влияния параметров лазерной обработки металлов/сплавов в процессе послойного синтеза на микроструктуру изделий;
Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96;
Разработана конструкторская документация контрольных экспериментальных образцов.