ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 316L МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОРИСТОСТИ НА НИХ

Аннотация

Получены результаты экспериментов по изучению физико-механических свойств и микроструктуры нержавеющей стали 316L, созданной с использованием аддитивной технологии послойного лазерного сплавления. Выявлены зависимости основных физических и механических свойств стали (плотность, предел прочности, предел текучести, относительное удлинение после разрыва, модуль Юнга, нанотвердость) от значений базовых параметров используемой технологии (мощность лазера, скорость сканирования). Установлено, что сталь 316L, изготовленная методом послойного лазерного сплавления, обладает высокими механическими характеристиками: предел прочности – 710 МПа; предел текучести – 610 МПа; удлинение после разрыва – 48%; относительная плотность – 99,5%, что сопоставимо со значениями, полученными для стали 316L, изготовленной традиционными методами производства. Указанные характеристики получены при использовании оптимальных параметров послойного лазерного сплавления: мощность лазера 100 Вт, скорость сканирования 200 мм/с, толщина слоя 50 мкм, расстояние между линиями штриховки 80 мкм. Показано, что использование параметра «объемная плотность энергии» целесообразно для проведения первичной оценки режимов сплавления и решения задачи оптимизации параметров послойного лазерного сплавления с целью получения материала с высокими физико-механическими свойствами. Нелинейная зависимость механических характеристик от основных параметров сплавления, продемонстрированная на полученных образцах стали 316L, может быть объяснена влиянием пористости, возникающей при неоптимальных режимах сплавления. Таким образом, технология послойного лазерного сплавления позволяет регулировать уровень пористости стали 316L за счет варьирования параметров технологического режима. Показано, что технология послойного лазерного сплавления позволяет создавать материал как с плотностью, близкой к теоретическим значениям, так и с контролируемой пористостью.