УСТАЛОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti-6Al-4V, ПОЛУЧЕННОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Аннотация

Проведены комплексные исследования физико-механических свойств и усталостных характеристик образцов из титанового сплава Ti-6Al-4V, полученного с использованием технологии послойного лазерного сплавления и технологии горячей прокатки. Определены значения условного предела текучести и предела прочности при растяжении, удлинения после разрыва, условного предела текучести при сжатии, предела макроупругости, микротвердости, модуля Юнга и плотности исследуемых материалов. Показано, что величина предела прочности образцов, полученных методом послойного лазерного сплавления, составляет 1300 МПа и превышает на 30% соответствующее значение для образцов, полученных методом горячей прокатки. Плотность образцов, созданных в оптимальных режимах послойного лазерного сплавления, достигает 99,3% от плотности образцов, полученных горячей прокаткой. Построены кривые малоцикловой усталости для образцов титанового сплава Ti-6Al-4V, полученных по технологии послойного лазерного сплавления и горячей прокатки. Проведено сравнение характера разрушения на образцах, созданных с использованием указанных технологий. Показано, что при высоких напряжениях цикла (более 900 МПа) усталостная долговечность образцов, полученных методом послойного лазерного сплавления, существенно превышает долговечность образцов, созданных методом горячей прокатки. Материал с такими свойствами может быть использован в изделиях (деталях), кратковременно работающих в условиях экстремальных перегрузок. Высокие значения прочностных характеристик связаны с тонкой игольчатой микроструктурой мартенситного типа с большим содержанием ??-фазы, которая формируется в процессе послойного лазерного сплавления вследствие высокой скорости охлаждения, которая может достигать 105–107 К/c. Продемонстрированы возможности метода послойного лазерного сплавления при создании перспективного титанового сплава Ti-6Al-4V для изготовления остеоинтегрируемых медицинских изделий с характеристиками, соответствующими или превышающими характеристики материала, полученного традиционным методом горячей прокатки.