Исследование структуры и свойств сплава AlSi10Mg, полученного методом селективного лазерного сплавления

Исследованы структура и свойства образцов из нового отечественного порошка АСП-25 AlSi10Mg, cпособного заменить дорогостоящие европейские порошки этой же марки. Установлено, что размер частиц порошка АСП-25 AlSi10Mg варьируется в пределах от 7 до 50 мкм, средний размер частиц 23 мкм, стандартное отклонение 9,15, дисперсия 83,7. На частицах порошка наблюдаются более мелкие сателлитные частицы, отдельные конгломераты и частицы чистого алюминия. Показано, что на границе перехода между соседними треками выявлены зона столбчатых кристаллов, а также зона термического влияния, состоящая из трех слоев крупных, средних и мелких зерен, образовавшихся в результате различных условий охлаждения и отличающихся толщиной кремниевой сетки по границам. Поры критического размера (более 15 мкм) и пережоги в зоне термического влияния не выявлены. Увеличение микротвердости к краям образца и ее немонотонный характер изменения в поперечном сечении связаны с одновременным действием ряда факторов, создающих неоднородные температурное и силовое поля, вызывающие различия в условиях формирования структуры. Фрактографическое исследование изломов сплава AlSi10Mg показало, что характер разрушения изменяется по глубине образца. Центральная часть образца, испытывающая наибольшее тепловое воздействие, имеет выраженные признаки вязкого разрушения по магистральным трещинам, развивающимся вдоль границ слоев построения. Показано, что сплав AlSi10Mg по питтинговой и общей коррозии более стойкий, чем сплав АК9ч

Литература

[1] Aboulkhair N.T., Everitt N.M., Ashcroft I., et al. Reducing porosity in AlSi10Mg parts processed by selective laser melting. Addit. Manuf., 2014, vol. 1-4, pp. 77--86. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addma.2014.08.001

[2] Cabrini M., Calignano F., Fino P., et al. Corrosion behavior of heat-treated AlSi10Mg manufactured by laser powder bed fusion. Materials, 2018, vol. 11, no. 7, art. 1051. DOI: https://doi.org/10.3390/ma11071051

[3] Leon A., Shirizly A., Aghion E. Corrosion behavior of AlSi10Mg alloy produced by additive manufacturing (AM) vs. its counterpart gravity cast alloy. Metals, 2016, vol. 6, no. 7, art. 148. DOI: https://doi.org/10.3390/met6070148

[4] Mauduit A., Pillot S., Frascati F. Application study of AlSi10Mg alloy by selective laser melting: physical and mechanical properties, microstructure, heat treatments and manufacturing of aluminium metallic matrix composite (MMC). Metall. Res. Technol., 2015, vol. 112, no. 6, art. 605. DOI: https://doi.org/10.1051/metal/2015039

[5] Ming Tang. Inclusions, porosity, and fatigue of AlSi10Mg parts produced by selective laser melting. Ph. D. Thesis. 18 April 2017, CMU. Pittsburgh, PA, USA, 2017.

[6] Thijs L., Kempen K., Kruth J.P., et al. Fine-structured aluminium products with controllable texture by selective laser melting of pre-alloyed AlSi10Mg powder. Acta Mater., 2013, vol. 61, no. 5, pp. 1809--1819. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.11.052

[7] Thijs L., Kempen K., Kruth J.-P., et al. Mechanical properties of AlSi10Mg produced by selective laser melting. Phys. Procedia, 2012, vol. 39, pp. 439--446. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.10.059

[8] Trevisan F., Calignano F., Lorusso M., et al. On the selective laser melting (SLM) of the AlSi10Mg alloy: process, microstructure and mechanical properties. Materials, 2017, vol. 10, no. 1, art. 76. DOI: https://doi.org/10.3390/ma10010076

[9] Verkens D. Study of the anodizing behavior of additive manufactured AlSi10Mg aluminium alloy. Master thesis. Brussel, ULB, 2017.

[10] EOS aluminium AlSi10Mg. Eos.info: веб-сайт. URL: http://www.eos.info/en/additive-manufacturing/3d-printing-metal/dmls-metal-materials/aluminium-al (дата обращения: 15.02.2020).

[11] Зленко М.А., Нагайцев М.В., Довбыш В.М. Аддитивные технологии в машиностроении. М., НАМИ, 2015.

[12] Зленко М.А., Попович А.А., Мутылина И.Н. Аддитивные технологии в машиностроении. СПб., СПбГУ, 2013.

[13] Рябов Д.К., Зайцев Д.В., Дынин Н.В. и др. Изменение структуры сплава АК9ч, полученного селективным лазерным спеканием в процессе термической обработки. Труды ВИАМ, 2016, № 9, с. 20--29. DOI: https://doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-9-3-3

[14] Смуров И.Ю., Мовчан И.А., Ядройцев И.А. и др. Экспериментальное аддитивное прямое производство с помощью лазера. Вестник МГТУ Станкин, 2012, № 2, с. 48--50.

[15] Пучков Ю.А., Бабич С.Г., Фоменко Г.С. и др. Система компьютеризированных методов исследования электрохимической коррозии. МиТОМ, 1996, № 5, c. 37--39.