Разработка способов управления структурой и свойствами в титановом сплаве ВТ6 при объёмной лазерной наплавке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гущина Марина Олеговна

• Гущина Марина Олеговна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Гущина Марина Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО АДДИТИВНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

1.1 Структура титановых сплавов

1.2 Аддитивное производство титановых сплавов

1.2.1 Аддитивная технология прямого лазерного выращивания

1.2.2 Анализ дефектов в выращенных изделиях

1.2.3 Накопление и влияние остаточных напряжений на характеристики титанового сплава ВТ6 в процессе прямого лазерного выращивания

1.2.4 Формирование структуры и фазового состава титанового сплава ВТ6 в процессе аддитивного производства

1.2.5 Свойства титановых изделий, изготовленных методами аддитивного производства

1.2.6 Влияние кислорода на свойства титановых изделий, изготовленных методами аддитивного производства

1.2.7 Анизотропия структуры и свойств при аддитивном производстве

1.3 Термообработка титановых сплавов после аддитивного производства

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДИКИ

2.1 Технология и оборудование для прямого лазерного выращивания

2.2 Исходные титановые порошки сплава ВТ6 для прямого лазерного выращивания

2.3 Методика проведения экспериментальных исследования

2.4 Экспериментальное измерение термических циклов при прямом лазерном выращивании

2.5 Методы и методика исследования

2.6 Методика выбора режимов термической обработки выращенного титанового сплава ВТ6

2.7 Расчетное определение температурного поля при прямом лазерном выращивании

ГЛАВА 3. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО ЛАЗЕРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ИЗ ПОРОШКОВ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6

3.1 Сравнение различных порошков титанового сплава ВТ6 и влияние их свойств на качество образцов, полученных технологией ПЛВ

3.1.1 Распределение по размерам частиц различных порошков

3.1.2 Сравнение поверхностной морфологии порошков

3.1.3 Сравнение внутренней структуры и свойств порошка на срезе

3.1.4 Исследование образцов, полученных методом ПЛВ из различных порошков

3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ИЗ ТИТАНОВОГО

СПЛАВА ВТ6 ПРИ ПРЯМОМ ЛАЗЕРНОМ ВЫРАЩИВАНИИ

3.2.1 Влияние варьирования технологических параметров ПЛВ на макроструктуру образцов из сплава ВТ6

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ НА СТРУКТУРУ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ СО СВОЙСТВАМИ

ВЫРАЩЕННЫХ ОБРАЗЦОВ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6

4.1 Построение термокинетических диаграмм

4.2 Формирование структуры в образцах, полученных с разной паузой между нанесением валиков при однонаправленном заполнении толстой стенки

4.2.1 Измерение термоциклов в процессе прямого лазерного выращивания с различными паузами между проходами

4.2.2 Формирование микроструктуры в процессе прямого лазерного выращивания с различными паузами между проходами

4.2.3 Рентгенофазовый анализ образцов, изготовленных с различными паузами между проходами в процессе прямого лазерного выращивания

4.2.4 Влияние паузы между проходами на механические свойства образцов из титанового сплава ВТ6, изготовленного технологией прямого лазерного выращивания

4.3 Формирование структуры и фазового состава в образцах, полученных с разной стратегией заполнения

4.3.1 Измерение термоциклов в процессе прямого лазерного выращивания с различными стратегиями заполнения

4.3.2 Формирование микроструктуры в процессе прямого лазерного выращивания с различными паузами между проходами

4.3.3 Рентгенофазовый анализ образцов, изготовленных с различными стратегиями в процессе прямого лазерного выращивания

4.3.4 Влияние изменения стратегии на механические свойства образцов из титанового сплава ВТ6, изготовленного технологией прямого лазерного выращивания

4.4 Влияние масштаба образца на температуру автоподогрева, взаимосвязь со структурой и свойствами

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ВЫБОР РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ ОБРАЗЦОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ6, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ПРЯМОГО

ЛАЗЕРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ

5.1 Металлографические исследования микроструктуры образцов

5.2 Механические свойства и измерение твердости

5.3 Исследование влияния атмосферы в печи в процессе термообработки на свойства образцов из титанового сплава ВТ6

5.4 Влияние выбранного режима термообработки на свойства образцов с различной исходной структурой

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние техники и повышающиеся требования к продукции выводят аддитивное производство (АП) на первый план инновационного цифрового развития внутреннего рынка продуктов и услуг. Аддитивное производство объединяет в себе класс технологий, основанных на послойной 3D печати объектов. Одной из наиболее перспективных технологий 3D печати металлических изделий является объемная лазерная наплавка или прямое лазерное выращивание. В процессе прямого лазерного выращивания изделие формируется из металлического порошка, подаваемого в область воздействия лазерного излучения с помощью струи сжатого газа (как правило аргона). Под действием излучения частицы порошка плавятся, образуя ванну расплава, которая кристаллизуется в слое заданной толщины [1]. С помощью антропоморфного робота, рабочий инструмент, состоящий из подающего сопла и лазерной головы, перемещается по траектории, которая определяется поперечным сечением заданной 3D модели. Таким образом, с помощью последовательного нанесения слоев, соответствующих поперечному сечению детали, возможно послойное воспроизведение 3D модели с точностью, которую обеспечивает робот.

Такой подход в создании изделия имеет ряд преимуществ перед традиционными технологиями. Становится возможной топологическая оптимизация деталей и получение бионического дизайна. В процессе выращивания изделия не требуется дополнительных инструментов или оснастки, при переходе к изделию другой геометрии не требуется замены или долгой переналадки оборудования. Становится возможным получение крупногабаритных изделий со сложной геометрией за одну технологическую операцию. Сокращаются отходы дорогостоящего материала и возрастает производительность процесса.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способов управления структурой и свойствами в титановом сплаве ВТ6 при объёмной лазерной наплавке»

Актуальность проблемы

Самым важным преимуществом рассматриваемой технологии является возможность получения изделий размером свыше 1000 мм, что является востребованным в таких областях промышленности, как авиастроение и судостроение. Одним из наиболее распространенных материалов в этих областях

являются титановые сплавы благодаря своим уникальным свойствам. Титан и его сплавы характеризуются низкой обрабатываемостью, склонностью к значительному росту зерна и высокой реакционной способностью с газами атмосферы при температурах выше 4000С. Всё это затрудняет получение сложнопрофильных изделий и существенно повышает стоимость готовой продукции. Технология прямого лазерного выращивания (ПЛВ), которая относится к методам АП, позволяет сократить расход материала, повысить производительность, а благодаря точному воспроизведению конечного изделия, становится возможным сокращение последующей механической обработки.

Несмотря на широкий интерес в последние годы к методам АП, всё ещё существует ряд проблем и задач, решение которых являются актуальными на данном этапе развития. Как известно, титановые сплавы, в частности двухфазный сплав ВТ6, являются распространенными для изготовления изделий, например, корпусов и элементов газотурбинных двигателей (ГТД), а также находят широкое применение в судостроительной и ракетно-космической областях. Обработка титановых сплавов высококонцентрированным лазерным излучением характеризуется высокими скоростями охлаждения, которые обуславливают протекание неравновесных превращений и стабилизацию метастабильных фаз, заметно снижающих механические характеристики сплава. Неравновесное протекания реакций возрастает с повышением производительности процесса ПЛВ. Кроме того, в отличие от сварочных процессов наблюдается неоднократное термоциклирование, обуславливающее ряд фазовых и структурных превращений, которые могут как положительно, так и отрицательно сказываться на свойствах конечного изделия. Чередующиеся циклы нагрева и охлаждения свойственны большинству методов аддитивного производства. Это влияет не только на изменение микроструктуры, но и на все эксплуатационные характеристики материала [2]. В связи с этим, изучение термической истории в процессе выращивания детали необходимо для определения закономерности формирования структуры, что позволит путем варьирования параметров режима получать требуемые свойства материала. Также особенности формирования структуры и

фазового состава обуславливают необходимость разработки режимов термической обработки титанового сплава ВТ6, отличающихся от характерных для данного материала.

В связи с этим, важной задачей является рассмотрение закономерностей формирования структурно-фазового состояния титановых сплавов в условиях циклического нагрева и охлаждения процессе ПЛВ, а также поиск путей снижения содержания фаз, отрицательно влияющих на свойства титанового изделия при аддитивном производстве, путем регулирования режимов и условий последующей термической обработки.

Цели и задачи.

На основе проведенного литературного обзора состояния области аддитивного производства из титановых сплавов ВТ6 были сформулированы основные цели и задачи диссертационного исследования.

Целью работы является разработка способов повышения эксплуатационных характеристик титанового сплава ВТ6 в процессе прямого лазерного выращивания на основе принципов управления структурой и фазовым составом.

Задачи выполняемые в ходе реализации работы:

- Исследование влияния физических и химических свойств исходных порошковых материалов на свойства конечных изделий;

- Исследование влияния варьирования параметров технологического режима прямого лазерного выращивания, в интервалах высокой производительности, на формирование дефектов. Определение критериев выбора оптимальных технологических параметров режима ПЛВ.

- Построение термокинетических диаграмм на основе дилатометрических кривых для определения основных точек начала и окончания равновесных и неравновесных фазовых превращений.

- Экспериментальные исследования влияния изменения паузы между проходами, стратегии заполнения и размера образцов на термические циклы в процессе ПЛВ.

- Определение закономерностей формирования структуры и фазового состава в зависимости от выбранных условий прямого лазерного выращивания. Рентгенофазовый и металлографический анализ выращенных образцов, анализ изломов.

- Построение на основе решения трехмерной задачи теплопроводности методом конечных элементов термических циклов и расчет межпроходной температуры в зависимости от режимов и условий выращивания.

- Разработка режимов термической обработки сплава ВТ6 в состоянии после прямого лазерного выращивания. Исследование влияния изменения температуры и времени выдержки на распад метастабильной а'-фазы.

Научная новизна:

1. Впервые построены термокинетические диаграммы распада Р-твердого раствора, для титанового сплава ВТ6, полученного технологией прямого лазерного выращивания, и определены температурно-временные диапазоны выделения а-, а' фаз, позволяющие научно-обоснованно сформулировать основные закономерности формирования структуры и фазового состава.

2. Сопоставлены, полученные экспериментальным путем данные по термическим циклам в процессе прямого лазерного выращивания образцов из титанового порошка ВТ6 с расчетными данными, полученными методом численного моделирования с использованием программы Ansys.

3. Получены основные закономерности формирования структуры и фазового состава в титановом сплаве в процессе прямого лазерного выращивания. Выделены основные типы структур, формирующихся в зависимости от параметров процесса выращивания. Установлено значительное влияние межпроходной температуры на структуру и свойства в процессе выращивания титанового сплава ВТ6.

Практическая значимость:

1. Установлена взаимосвязь между структурой, фазовым составом и механическими характеристиками сплава и влияние на них изменения термических циклов в процессе прямого лазерного выращивания из порошка титанового сплава ВТ6.

2. Разработаны рекомендации для прямого лазерного выращивания крупногабаритных изделий на основе принципов управления структурой и фазовым составом.

3. Разработаны режимы термической обработки и основные требования к проведению термической обработки для изделий из титанового сплава ВТ6, полученных технологией прямого лазерного выращивания с использованием высокопроизводительных режимов, обеспечивающих повышение прочностных и пластических характеристик независимо от исходной структуры, фазового состава и свойств

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Формулировка критериев подбора оптимальных параметров технологического режима прямого лазерного выращивания крупногабаритных изделий из титанового сплава ВТ6.

2. Результаты анализа дилатометрических кривых нагрева до температур выше полиморфного превращения и охлаждения с разными скоростям выращенного титанового сплава ВТ6. Сопоставление температурно-временных зависимостей, полученных измерением термопарой с данными, полученными методом дилатометрии.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния изменения стратегии заполнения и паузы между проходами в слое, в процессе прямого лазерного выращивания, на структуру, фазовый состав и механические свойства титанового сплава ВТ6.

4. Результаты исследования влияния температуры и времени выдержки в процессе термической обработки выращенного сплава ВТ6. Исследование влияния выбранных режимов на механические свойства образцов с различной начальной структурой и фазовым составом.

Степень достоверности и апробации результатов.

Степень достоверности результатов проведенных исследований подтверждена сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, согласованностью полученных данных с данными из литературных источников.

Кроме того, достоверность может быть подтверждена тем, что данные по структуре, фазовому составу и свойствам, а также экспериментальные данные по термическим циклам и ТКТ диаграммы были получены с использованием поверенного и аттестованного оборудования (рентгеновский дифрактометр, дилатометр, оборудование для механических испытаний, сканирующий электронный микроскоп и т.д.). Результаты диссертационных исследований докладывались на научных конференциях: 10 международная научно-практическая конференция Lane-2018 (Фюрт, Германия, 2-6 сентября, 2018 г); Международная научно-техническая конференция Пром-инжиниринг-2018 (г. Москва, 15-18 мая, 2018 Международная научно-техническая конференция Пром-инжиниринг-2019 (г. Сочи, 25-29 марта, 2019), Международная конференция New Materials and Technologies in Mechanical Engineermg,NMTME-2019 (г. Санкт Петербург, 12-15 марта, 2019); Всероссийская школа-конференция с международным участием «Аддитивные технологии в цифровом производстве. Металлы, сплавы и композиты» (г. Москва, 2-4 октября, 2019 г). Кроме того, результаты работы были представлены на заседании секции 26 «Технология и производство сварки» общероссийской общественно организации «Российское научно-техническое общество судостроителей имени академика А.Н. Крылова» (г. Санкт-Петербург, 2021 г).

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО АДДИТИВНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Аддитивное производство включает различные технологии, которые отличаются в зависимости от вида и состояния используемых исходных материалов, источника энергии, способа подачи материала в зону построения изделия. Каждый метод характеризуется комплексом управляемых и неуправляемых параметров, которые оказывают влияние на формирование свойств материала и качество конечного изделия. Кроме того, качество конечного изделия в значительной степени зависит от теплофизических, металлургических и других особенностей используемых металлов и сплавов, а также от особенностей взаимодействия материала с выбранным источником энергии. В этой главе рассмотрены основные свойства титанового сплава ВТ6 и влияние различных параметров процесса аддитивного производства на структуру и фазовый состав сплава.

1.1 Структура титановых сплавов

Свойства титана и его сплавов зависят от аллотропных модификаций металла. До температуры 882 °С стабильна низкотемпературная гексагональная плотноупакованная (ГПУ) а-фаза, свыше этой температуры образуется высокотемпературная объемно-центрированная (ОЦК) ß-фаза.

Морфология, ориентация и распределение равновесной а-фазы, которая образуется из ß, имеют большое значение. Определяющей характеристикой этого преобразования является отношение ориентации Бюргерса (BOR) между двумя фазами: {110}Д/(0001)а; <111)jff//<1120)a (рисунок 1) [3,4]. Это отношение ориентации приводит к 12 возможным кристаллографическим вариантам формирования а-фазы в одном исходном ß-зерне. Альфа-фаза формируется в виде пластин с широкими гранями, которые являются полукогерентными и содержат структурные выступы и дислокации.

Рисунок 1 -Кристаллическое строение и соотношение Бюргерса для а (ГПУ,

слева) и в фаз (ОЦК, справа) [5]

Способность управлять свойствами в титановом сплаве зависит от влияния легирующих элементов на стабильность и физико-механическое поведение а и в фаз как по отдельности, так и в различных микроструктурных комбинациях. Таким образом, однофазные альфа-сплавы широко применяются в областях, в которых не предъявляются требования по прочности, но необходима высокая коррозионная стойкость титана. Особенности в-сплавов позволяют разрабатывать составы и способы обработки, которые могут удовлетворить разнообразные требования по высокой прочности с удовлетворительной ударной вязкостью и усталостной прочностью, требуемой в авиастроении. С другой стороны, широкое распространение двухфазные а + в сплавы получили благодаря сочетанию высокой прочности, ударной вязкости при высоких температурах, что позволяет их использовать в областях, требующих удовлетворительных свойств при температурах ниже 600°С.

В зависимости от формы и расположения структурных составляющих выделяют четыре основных типа структур в равновесном состоянии (рисунок 2):

- при низких скоростях охлаждения из в-области формируется структура, которая состоит из первичного в-зерна и а-колоний, которые расположены внутри него (рисунок 2 а);

-при медленном охлаждении из (а + Р)-области формируется структура, которая состоит из совокупности первичной а-фазы в Р-превращённой матрице (рисунок 2 б);

- при деформации в (а+Р)-области, с последующим рекристаллизационным отжигом, при температурах ниже температуры Р-области формируется равноосная или глобулярная структура (рисунок 2 в);

-структура корзинчатого плетения образуется в случае, если начало формирования происходит в Р-, а окончание происходит в (а+Р)-области (рисунок 2 г) [6].

Рисунок 2 - Типичные структуры титановых сплавов: а) пластинчатая (Р-превращённая); б) смешанная (дуплексная); в) равноосная (глобулярная); г)

корзинчатого плетения [6]

Титановый сплав ВТ6 относится к двухфазным а+Р сплавам мартенситного типа и в равновесном состоянии содержит до 9% Р-фазы. В сплавах мартенситного типа содержится значительное число Р-стабилизаторов, но их содержание не превышает критического значения, при котором происходит значительное снижение пластичности [7].

Сплавам этой группы присущи два основных структурных состояния: 1) При медленном охлаждении из Р и а+Р областей формируется равновесная смесь а- и р фаз;

2) При высоких скоростях охлаждения из в или верхней части а+в формируются мартенситные структуры (в зависимости от содержания легирующих элементов и скорости охлаждения могут формироваться: а', а'+а фаза, а'+в, а также в других различных соотношениях и комбинациях [8].

Мартенситная а' представляет собой пересыщенный твердый раствор алюминия в а-Т и имеет гексагональную кристаллическую решётку, которая незначительно отличается по параметрам от решетки а-фазы. Именно поэтому, как правило, эти две фазы не различаются при анализе методом рентгеновской дифракции. В некоторых источниках приведены параметры решетки а фазы: а = 0,29313 нм и с = 0,46813 нм [9]. В некоторых работах отмечается сдвиг дифракционных пиков из-за повышенной растворимости легирующих элементов в а'-фазе [10]. Формирование неравновесной фазы приводит к повышению прочности с одновременным снижением пластических характеристик. Формирование мартенситной структуры негативно сказывается на характеристиках сплава и может приводить к преждевременному выходу изделий из строя, но в тоже время обеспечивает повышенную прочность материла.

1.2 Аддитивное производство титановых сплавов.

Аддитивное производство (АП) выгодно отличается от, например, классических методов, тем, что изготовление изделий с формой различной степени сложности с заданными свойствами возможно без существенных временных и материальных затрат на технологическую подготовку, включающую изготовление специализированной оснастки и механическую обработку. Методы АП диктуют серьезные требования к свойствам используемых материалов, но с учетом всех процессов, протекающих при воздействии выбранного источника на порошковые материалы, можно добиться уникальных индивидуальных свойств материала [11].

На данном этапе развития разработано большое количество методов АП, которые характеризуются большим количеством отличительных особенностей, но имеют общий признак - конечная форма изделия достигается путем «добавления»

материала в процессе его изготовления. Все методы классифицируются по различным признакам: источнику энергии, форме материала, способу подачи материала в область построения 3Э объекта и пр. В качестве источника энергии для получения металлических изделий могут использоваться электрическая дуга, электронный луч, лазерный луч, плазма, а также комбинация различных источников. Материал может быть в виде порошка, листов, лент, жидкости и проволоки. Каждый из методов перспективен в определенной отрасли промышленности и занимает своё место в том или ином секторе рынка. Например, селективное лазерное плавление (СЛП) применяется для получения изделий с габаритными размерами до 500x300x325 мм3 из сплавов на основе железа, кобальта, никеля и титана, а также металлокерамических сплавов. СЛП реализуется послойным нанесением порошка с последующим сканированием лазерным лучом, также, как и электронно-лучевое плавление (ЭЛП). ЭЛП обеспечивает наилучшую защиту металла в процессе получения изделий, но в то же время является одним из наиболее дорогостоящих методов. Использование электрической дуги в качестве источника и проволоки в качестве строительного материала перспективно для крупногабаритных изделий из сплавов на основе алюминия и меди, так как алюминий и медь обладают высокой отражательной способностью и лазерное излучение не обеспечивает достаточной эффективности. Для получения крупногабаритных изделий из сплавов на основе титана, железа, никеля и кобальта перспективно использование метода прямого лазерного выращивания (ПЛВ).

1.2.1 Аддитивная технология прямого лазерного выращивания

В процессе прямого лазерного выращивания металлический порошок фракцией 40-200 мкм коаксиально лазерному излучению подается струёй аргона в зону обработки. Под воздействием лазерного излучения на подложке или предыдущем слое формируется ванна расплава. Расплавленные или частично оплавленные частицы порошка попадая в ванну расплава после кристаллизации формируют валик определенной высоты и ширины. Инструмент проходит траекторию, соответствующую поперечному сечению выбранного изделия.

Лазерная голова, оснащенная соплом для подачи порошка, размещается на пяти координатном роботе, подложка крепится на трехосевом вращательном столе. Такая реализация позволяет получать изделия с формой любой сложности. Выращивание происходит в герметичной защитной камере с контролируемой средой аргона. Таким образом, габариты изделия ограничены только размерами используемого робота и могут достигать 3 метров и более (рисунок 3). Использование порошка вместо проволоки позволяет получать более высокую точность и меньшую шероховатость.

Рисунок 3 - а) Установка для прямого лазерного выращивания, ИЛиСТ, СПбГМТУ б) пример выращенного изделия - опора ГТД, материал -титановый

сплав ВТ6

Технология прямого лазерного выращивания включает в себя сложные мультифизические, неравновесные процессы, на которые влияет группа параметров, таких как мощность, скорость сканирования, стратегия сканирования, высота слоя, расстояние между перекрытиями, диаметр и распределение энергии в луче и т.д. Взаимодействие между лазерным лучом и порошком зависит от поглощающей способности, физических свойств, а также размеров и формы частиц. При этом для определения начальной точки используется объемная плотность энергии, которая приблизительная рассчитывается как:

18 аР

Е^ , (1)

vht 4 7

где Р - мощность (Дж/с), V - скорость сканирования (м/с), И - высота слоя (м), 1 - ширина слоя (м), и а - абсорбционная способность материала.

В процессе прямого лазерного выращивания тепло из расплавленной ванны рассеивается за счет теплопроводности в сторону подложки и предыдущих слоев вниз, а также конвекции потоками защитного газа [12].

Концентрированное излучение и очень короткие времена воздействия на расплав в ванне приводят к нагреву до высоких температур и высокой скорости охлаждения. Например, Р1ап и др. [13] сообщают о скорости охлаждения приблизительно 7 х 104 К/с. Уи и др. [14] также сообщали о скорости охлаждения около 106 К/мин.

Для оценки термического воздействия на материал в процессе аддитивного производства, группой авторов [13] разработана модель прямого лазерного выращивания для анализа истории изменения температур для ПЛВ сплава ВТ6. Модель учитывает взаимодействие между лазерным излучением и порошком, теплообмен и динамику жидкости в процессе образования ванны расплава. Фактические параметры выращивания и зависящие от температуры свойства материала были использованы в качестве входных данных в модели. Максимальная температура приблизительно 2300 0С наблюдается в расплавленной ванне, в течение приблизительно 0,25 секунд она уменьшается до комнатной температуры при удалении лазерного луча от места воздействия. Средняя скорость охлаждения в зоне воздействия лазерного излучения при нанесении одного валика на подложку составляет около 104 0С/с, и даже в зоне термического влияния средняя скорость охлаждения составляет около 5 х 103 0С/с.

1.2.2 Анализ дефектов в выращенных изделиях

В теории, аддитивные технологии позволяют получить структуру свободную от пор, но неоптимальные параметры выращивания и низкое качество порошка приводят к появлению пористости. Неконтролируемые поры в образцах из сплава

ВТ6 ухудшают свойства материала. Виларо и др. [15] отмечают, что форма и ориентация пор сильно влияют на пластичность.

В работе [16] благодаря оптимизации параметров ПЛВ были получены беспористые образцы из сплава ВТ6. Рентгеновская томография этих деталей выявила пористость только около 0,1% и поры диаметром около 1-3 мкм. Для того чтобы избавиться от пор, изготовленные аддитивными методами, детали обычно подвергаются последующей обработке. Однако термическая обработка не может привести к схлопыванию пор. Было обнаружено, что только горячее изостатическое прессование (ГИП) оказывает положительное влияние на снижение пористости [17-19]. Так было установлено, что доля объема пор после ГИП уменьшилась с 0,08% до 0,01% [19] с одновременным сокращением диаметра пор.

В выращиваемых образцах можно выделить поры двух типов: газовые поры и поры в виде несплавлений [19-21]. Газовые поры обычно имеют сферическую или эллиптическую форму с диаметром около 1-100 мкм и случайным образом распределены в материале. Круглая форма этих пор указывает на то, что они образовались из-за захваченного газа, т.е. газ, попавший в расплавленную ванну, застрял в затвердевшем металле. Поэтому беспористые металлические порошки предпочтительнее иррегулярных порошков в качестве сырья в АП-процессах, потому что полая структура в иррегулярных порошках может приводить к образованию газовых пор. Обычно, снижение скорости сканирования и увеличение мощности лазера уменьшает образование газовых пор в некоторой степени, но вряд ли могут их полностью устранить.

В отличие от газовых пор, размер несплавлений больше, а их форма похожа на неправильный клин или треугольник с острыми концами. Эти дефекты обычно распределяются в пограничной зоне двух соседних слоев. Как описано в работах [15, 21-24], несплавления, в основном, образуются из-за отклонения от оптимальных условий плавления, при недостаточной энергии лазера и чрезмерном количестве порошка, что приводит к отсутствию сплавления и слабой связи между слоями. При воздействии нагрузки, особенно при одноосной растягивающей нагрузке, параллельной направлению построения, острые кончики этих дефектов

подвержены концентрированным локальным напряжениям, что приводит к преждевременному разрушению. По сравнению с газовыми порами, несплавления оказывают более негативное влияние на эксплуатационные характеристики изделий, полученных АП, но считаются предотвращаемыми. Эффективным способом уменьшить несплавления является подбор технологических параметров, а именно повышение мощности, снижение скорости [15].

Еще одним дефектом аддитивного производства является высокая шероховатость поверхности изделий [25].

Выделяют три причины формирования шероховатости: (1) эффект лестницы, связанный с увеличением числа слоев, (2) адгезия частично расплавленных порошков к внешней поверхности (3) открытые поры и несплавления [26]. На самом деле шероховатость поверхности зависит от технологических параметров процесса выращивания. В работе показано, что шероховатость поверхности уменьшается с уменьшением расхода порошка и с увеличением скорости сканирования [27]. В исследовании Zhai и др было показано, что более высокая мощность лазера приводит к более высокой шероховатости поверхности [28]. Противоположный экспериментальный результат был получен в работе Махамуда и Акинлаби [29], которые экспериментально показали, что увеличение мощности лазера снижает шероховатость титановых образцов в процессе ПЛВ. Относительно небольшой вклад в шероховатость вносит размер частиц используемого порошка. Так на рисунке 4 показаны фотографии с оптического и сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) поверхности выращенных образцов из порошков разных фракций.

Рисунок 4- Поверхность образцов а) (фракция 45-90мкм) б) (фракция 106-180 мкм) в) (фракция 45-90мкм) изображение с СЭМ г) (фракция 106-180 мкм)

изображение с СЭМ

В дополнение ко всему, качество поверхности зависит от правильного выбора расстояния между валиками, что может эффективно повлиять на снижение шероховатости.

Несмотря на все сказанное выше, следует отметить, что оптимизация технологических параметров может лишь уменьшить шероховатость поверхности до определенной степени. Для промышленного применения почти все детали после выращивания требуют механической обработки для снижения шероховатости для изделий различных форм [22, 30] или химическое травление и пескоструйная обработка для изделий сложных геометрических форм [31, 32].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гущина Марина Олеговна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Скляр, М.О. Исследование влияния параметров прямого лазерного выращивания на микроструктуру из стали 3161 / М.О. Скляр, Г.А. Туричин, О.Г. Климова, О.Г. Зотов, И.К. Топалов // Сталь. - 2016. - № 12. - С. 71-75

2) Dolgun, E. The influence of heat treatment on the microstructure of products manufactured by direct laser deposition using titanium alloy Ti-6A1-4V/ E. Dolgun, E. Zemlyakov, S. Shalnova, M. Gushchina, V. Promahov // Materials Today: Proceedings. - 2019. - Vol. 30. - C 688-693

3) Burgers, W.G. On the process of transition of the cubic-body-centered modification into the hexagonal-close-packed modification of zirconium/ W.G. Burgers // Physica

- 1934.-Vol. 1. Iss.7 - P. 561-586

4) Kartik Kapoor Modeling Ti-6Al-4V using crystal plasticity, calibrated with multi-scale experiments, to understand the effect of the orientation and morphology of the a and p phases on time dependent cyclic loading / Kartik Kapoor, Priya Ravi , Ryan Noraas, Jun-Sang Park, Vasisht Venkatesh, Michael D. Sangid // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2021. - Vol. 146. - P. 1-28

5) Yufeng Zheng Nucleation mechanisms of refined alpha microstructure in beta titanium alloys: Thesis for: PhD / Hamish L. Fraser - May 2013. - University of Nevada, Reno

6) Аношкин, Н.Ф. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов / Н.Ф. Аношкин. - Москва: Металлургия - 1980. - 464 с.

7) Чечулин, Б.Б., Титановые сплавы в машиностроении / Б.Б. Чечулин, С. С. Ушков, И.Н. Разуваева, В.Н. Гольдфайн - Ленинград: Машиностроение - 1977

- 248 с.

8) Носова, Г.И. Фазовые превращения в сплавах титана / Г.И. Носова - Москва: Металлургия - 1968 - 181 с.

9) Luetjering, G Titanium. 2nd ed./ G Luetjering, JC. Williams - New York: Springer;

- 2007. - 442.

10) Jie Han Jingjing Microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V dependence on laser energy density / Yang Hanchen, Yu Jie Yin, Ming Gao

Zemin, Wang Xiaoyan Zeng // Rapid Prototyping Journal. - 2017. - Vol. 23. - Iss 2.

- P 217-226

11) Гущина, М.О. Особенности получения качественных изделий из титановых сплавов, изготовленных технологией прямого лазерного выращивания / М.О. Гущина, О.Г. Климова-Корсмик, С.А. Шальнова, А.М. Вильданов, Е.А. Валдайцева // Фотоника. - 2019. - Т. 13. - № 8. - С. 722-735.

12) Carroll, B.E. Anisotropic tensile behavior of Ti-6Al-4V components fabricated with directed energy deposition additive manufacturing / B.E. Carroll, T.A. Palmer, A.M. Beese // Acta Materialia. - 2015 - Vol. 87. - P. 309-320.

13) Qian, L. Influence of position and laser power on thermal history and microstructure of direct laser fabricated Ti-6Al-4V samples / L. Qian, J. Mei, J. Liang & X. Wu // Materials Science and Technology - 2013 - Vol. 21. - Issue 5. -P. 597-605

14) Yu, J. Material properties of Ti6Al4V parts produced by laser metal deposition / J. Yu, M. Rombouts, G.Maes, F.Motmans // Physics Procedia. - 2012. - Vol. 39 - P. 416-424.

15) Vilaro, T. As-Fabricated and Heat-Treated Microstructures of the TI-6AL-4V Alloy Processed by Selective Laser Melting \ T. Vilaro, C. Colin J. D. Bartout \\ Metallurgical and Materials Transactions A. - 2011. - Vol. 42. - Iss. 10. - P. 31903199

16) Hrabe, N. Fatigue properties of a titanium alloy (Ti-6Al-4V) fabricated via electron beam melting (EBM): effects of internal defects and residual stress // N. Hrabe, T. Gnaupel-Herold, T. Quinn // International Journal of Fatigue. - 2017. - 94.

- P. 202-210.

17) Qiu, C. Microstructure and tensile properties of selectively laser-melted and of HIPed laser-melted Ti-6Al-4V / C. Qiu, N.J.E. Adkins, M.M. Attallah // Materials Science and Engineering: A. - 2013 - Vol.578- P. 230-239.

18) Leuders, S. On the mechanical behaviour of titanium alloy TiAl6V4 manufactured by selective laser melting: fatigue resistance and crack growth performance / S. M.

Leuders, Thöne, A. Riemer, T. Niendorf, T. Tröster, H.A. Richard, H.J. Maier, // International Journal of Fatigue. - Vol. 48. - 2013. - P. 300-307.

19) Klimova-Korsmik, O.G. Structure and properties of TI-6AL-4V titanium alloy products obtained by direct laser deposition and subsequent heat treatment / O.G. Klimova-Korsmik, G.A. Turichin, S.A. Shalnova, M.O. Gushchina, V.V. Cheverikin // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 1109. - P. 1-8

20) P.-H. Li Thermomechanical response of 3D laser-deposited Ti-6Al-4V alloy over a wide range of strain rates and temperatures / P.-H. Li, W.-G. Guo, W.-D. Huang, Y. Su, X. Lin, K.-B. Yuan // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 647. - P. 34-42.

21) Vildanov, A.M. Macro defects in direct laser deposition process / A.M. Vildanov, K.D. Babkin, E.V. Alekseeva // Materials Today: Proceedings - 2019. - Vol. 30. -P. 523-527.

22) C. de Formanoir Electron beam melted Ti-6Al-4V: microstructure, texture and mechanical behavior of the as-built and heat-treated material / C. de Formanoir, S. Michotte, O. Rigo, L. Germain, S. Godet // Materials Science and Engineering: A -2016. - Vol. 652. - P. 105-119.

23) Kasperovich, Galina Improvement of fatigue resistance and ductility of TiAl6V4 processed by selective laser melting/ Galina Kasperovich, Joachim Hausmann // Journal of Materials Processing Technology. - 2015. - Vol. 220. - P. 202-214.

24) Gaytan, S.M. Advanced metal powder based manufacturing of complex components by electron beam melting / S.M. Gaytan, L.E. Murr, F. Medina, E. Martinez, M.I. Lopez, R.B. Wicker // Materials Technology. - 2009. - Vol. 24. - P. 180-190.

25) Wycisk, E. Effects of defects in laser additive manufactured Ti-6Al-4V on fatigue properties / E. Wycisk, A. Solbach, S. Siddique, D. Herzog, F.Walther, C. Emmelmann // Physics Procedia. - 2014. - Vol. 56. - P. 371-378.

26) Li, P., Critical assessment of the fatigue performance of additively manufactured Ti-6Al-4V and perspective for future research / P Li, D.H. Warner, A. Fatemi, N. Phan // International Journal of Fatigue. - 2016. - Vol. 85. - P. 130-143.

27) Resch, M. Laser-assisted generating of three dimensional parts by the blown powder process \ M. Resch, Alexander F. H. Kaplan, Dieter Schuoecker \\ Proceedings of spie. - 2001. - Vol. 4184. - P. 555-558.

28) Yuwei Zhai Microstructure, static properties, and fatigue crack growth mechanisms in TI-6AL-4V fabricated by additive manufacturing: LENS and EBM Engineering \ Yuwei Zhai, Haize Galarraga Diana A. Lados \\ Failure Analysis. -2016. - Vol. 69. - P. 3-14

29) Rasheedat, M. Mahamood Effect of Laser Power on Surface Finish during Laser Metal Deposition Process/ M. Mahamood Rasheedat, Esther T. Akinlabi // Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, WCECS. - San Francisco, USA, 2014. - Vol II. - P. 22-24.

30) Shapiro, A.A. Additive manufacturing for aerospace flight applications / A.A. Shapiro, J.P. Borgonia, Q.N. Chen, R.P. Dillon, B. Mc Enerney, R. Polit-Casillas, L. Soloway // Journal of Spacecraft and Rockets - 2016. - Vol.53.- P. 952-959.

31) Shaikh, J.H. Precision finishing of bevel gears by electrochemical honing / J.H. Shaikh, N.K. Jain, V.C. Venkatesh // Materials and Manufacturing Processes. - Vol. 28. - 2013. - P. 1117-1123.

32) Korsmik, R. The approaches to design and manufacturing of large-sized marine machinery parts by direct laser deposition / R. Korsmik, I. Tsybulskiy, A. Rodionov, O. Klimova-Korsmik, M. Gogolukhina, S. Ivanov, G. Zadykyan, R. Mendagaliev // Procedia CIRP. - 2020. - Vol. 94.- P. 298-303

33) Vastol, G. Controlling of residual stress in additive manufacturing of TI-6AL-4V by finite element modeling / G. Vastol, G. Zhang, Q.X. Pei , Y.-W. Zhang // Additive Manufacturing - 2016 - Vol. 12 - P. 231-239.

34) Yang Liu A study on the residual stress during selective laser melting (SLM) of metallic powder / Yang Liu, Yongqiang Yang, Di Wang // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2016. - Vol. 87. - P. 647-656

35) Babkin, K. Distortion prediction and compensation in direct laser deposition of large axisymmetric Ti-6Al-4V part / K. Babkin, E. Zemlyakov, S. Ivanov, A. Vildanov, I. Topalov, G. Turichin // Procedia CIRP. - 2020 - Vol. 94. - P. 357-361.

36) Ivanov, S. Effect of inter-layer dwell time on distortion and residual stresses of laser metal deposited wall / S. Ivanov, A. Vildanov, P. Golovin, A. Artinov, I. Karpov // Key Engineering Materials. - 2019. - 822. - P. 445-451.

37) Em, V.T. Residual stress measurements of laser metal deposited Ti-6Al-4V parts using neutron diffraction / V.T. Em, S.Y. Ivanov, I.D. Karpov, S.A. Rylov, E.V. Zemlyakov, K.D. Babkin // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 1109 (1). - P. 1-8.

38) Turichin, G Analysis of distortion during laser metal deposition of large parts // G. Turichin , E. Zemlyakov, K. Babkin, S. Ivanov, A. Vildanov // Procedia CIRP. -2018. - Vol. 74. - P. 154-157.

39) Dipankar Banerjee Perspectives on Titanium Science and Technology / Dipankar Banerjee, J.C. Williams // Acta Materialia. - 2013. - Vol. 61 - P. 844-879.

40) Antonino Ducato An Automated Visual Inspection System for the Classification of the Phases of TI-6AL-4V Titanium Alloy / Antonino Ducato, Livan Fratini, Marco La Cascia, Giuseppe Mazzola // International Conference on Computer Analysis of Images and Patterns CAIP 2013: Computer Analysis of Images and Patterns. - P. 362-369.

41) Thijs, L. A study of the microstructural evolution during selective laser melting of TI-6AL-4V / L. Thijs, F. Verhaeghe, T. Craeghs, J.V. Humbeeck, J.P. Kruth // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58 - P. 3303-3312.

42) D^browski, R. The Kinetics of Phase Transformations During Continuous Cooling of the Ti6Al4V Alloy from the Single-Phase P / R. D^browski // Range Archives of Metallurgy and Materials. - 2011. - Vol. 56. - P. 703-707.

43) Carroll, B.E. Anisotropic tensile behavior of Ti-6Al-4V components fabricated with directed energy deposition additive manufacturing / B.E. Carroll, T.A. Palmer, A.M. Beese // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 87 - P. 309-320.

44) Srikanth Bontha Effects of process variables and size-scale on solidification microstructure in beam-based fabrication of bulky 3D structures / Srikanth Bontha, Nathan W. Klingbeil, Pamela A. Kobryn, Hamish L. Fraser // Materials Science and Engineering A - 2009. - Vol. 513-514 - P. 311-318.

45) Jun Yu Material Properties of Ti6Al4 V Parts Produced by Laser Metal Deposition / Jun Yu, Marleen Rombouts, Gert Maes, Filip Motmans // Physics Procedia. - 2012

- Vol. 39- P. 416 - 424.

46) Kyung-Min Hong Analysis of microstructure and mechanical properties change in laser welding of TI-6AL-4V with a multiphysics prediction model / Kyung-Min Hong, Yung C. Shin // Journal of Materials Processing Technology. - 2016 - 237.-P. 420-429.

47) Xinhua Wu Microstructures of laser-deposited Ti-6Al-4V / Xinhua Wu, Jing Liang, Junfa Mei, C. Mitchell, P.S. Goodwin, W. Voice //Materials and Design. -2004 - Vol. 25. - 137-144.

48) Antonysamy, A. Effect of build geometry on the P-grain structure and texture in additive manufacture of Ti\6Al\4V by selective electron beam melting/ A. Antonysamy, J. Meyer, P.B. Prangnell // Materials characterization. - Vol. 84 - 2013

- P. 153 - 168.

49) Al-Bermani, S.S. The Origin of Microstructural Diversity, Texture, and Mechanical Properties in Electron Beam Melted Ti-6Al-4V / S.S. Al-Bermani; M.L. Blackmore, W. Zhang, I. Todd // Metallurgical and Materials Transactions A. - 2010

- Vol. 41, P. 3422-34342.

50) Murr, L.E. Microstructure and mechanical behavior of Ti-6Al-4V produced by rapid-layer manufacturing, for biomedical applications / L.E. Murr, S.A. Quinones, S.M. Gaytan, M.I. Lopez, A. Rodela, E.Y. Martinez, F. Medina, R. B. Wicker // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2009 - Vol. 2(1) -P. 20-32.

51) Cepeda-Jiménez, C. M. Effect of energy density on the microstructure and texture evolution of TI-6AL-4V manufactured by laser powder bed fusion / C.M. Cepeda-Jiménez, , F. Potenza, E. Magalini, V. Luchin, A. Molinari, M.T. Pérez-Prado // Materials Characterization. - 2020 - Vol. 163 - P. 110238.

52) Wang, T. Grain morphology evolution behavior of titanium alloy components during laser melting deposition additive manufacturing / T. Wang, Y.Y. Zhu, S.Q.

Zhang, H.B. Tang, H.M. Wang // Journal of Alloys and Compounds - 2015 - Vol. 632. - P. 505-513.

53) Parry, L. Understanding the effect of laser scan strategy on residual stress in selective laser melting through thermo-mechanical simulation / L. Parry, I.A. Ashcroft, R.D. Wildman // Additive Manufacturing. - 2016. - Vol. 12- P. 1-15.

54) Galarraga, H. Effects of heat treatments on microstructure and properties of Ti-6Al-4V ELI alloy fabricated by electron beam melting (EBM) / H. Galarraga, R.J. Warren, D.A. Lados, R.R. Dehoff, M.M. Kirka, P. Nandwana // Materials Science and Engineering: A - 2017. - Vol. 685 - P. 417-428.

55) Jingjing Yang Formation and control of martensite in TI-6AL-4V alloy produced by selective laser melting/ Jingjing Yang, Hanchen Yu, Jie Yin, Ming Gao, Zemin Wang, Xiaoyan Zeng // Materials and Design. - 2016. - Vol. 108. - P. 308-318.

56) Shun Guo Microstructural evolution and mechanical behavior of metastable P-type Ti-25Nb-2Mo-4Sn alloy with high strength and low modulus / Shun Guo, Qingkun Meng, Guangyue Liao, Liang Hu, Xinqing Zhaon // Progress in Natural Science: Materials International - 2013 - Val. 23(2) - P. 174-182.

57) Li, X. Effects of oxygen contamination in the argon shielding gas in laser welding of commercially pure titanium thin sheet / X. Li, J. Xie, Y. Zhou // Journal o Materials Science. - 2005. - Val. 40. - P. 3437 - 3443.

58) Conrad, Hans Effect of interstitial solutes on the strength and ductility of titanium / Conrad Hans // Progress in Materials Science- 1981. - Vol. 26. - Iss. 2-4. - P. 123403.

59) Полькин, И.С. Упрочняющая термическая обработка титановых сплавов / И.С. Полькин - Москва: Металлургия, 1984. - 96 с.

60) Филиппов, М. А. Методология выбора металлических сплавов и упрочняющих технологий в машиностроении: учебное пособие: в 2 т. Т. II. Цветные металлы и сплавы / М. А. Филиппов, В. Р. Бараз, М. А. Гервасьев. -Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2013. - 236 с.

61) Young-Kyun Kima Improvement in the high-temperature creep properties via heat treatment of Ti-6Al-4V alloy manufactured by selective laser melting / Young-

Kyun Kima, Soon-Hong Parkb, Ji-Hun Yuc, Bandar Al Mangourd, Kee-Ahn Leea // Materials Science & Engineering A - 2018. - Vol. 715.- P. 33-40.

62) Longhitano, G.A. Heat treatments effects on functionalization and corrosion behavior of Ti-6Al-4V ELI alloy made by additive manufacturing / G.A. Longhitano, M.A. Arenas, A. Conde, M.A. Larosa, Andre Luiz Jardini, Ceci Ame de Carvalho Zavaglia, Juan Jose Damborenea // Journal of Alloys and Compounds - 2018. - Vol. 765. - P. 961-968.

63) Fan Zhechao Study on selective laser melting and heat treatment of Ti-6Al-4V alloy / Fan Zhechao, Feng Hongwei // Results in Physics. - 2018. - Vol. 10. - P. 660664.

64) Ren, Dechun Fatigue behavior of Ti-6Al-4V cellular structures fabricated by additive manufacturing technique / Dechun Ren Shujun Li Hao Wang Wentao Hou Yulin Hao Wei Jin Rui Yang R. Devesh K.Misra // Journal of Materials Science & Technology. - 2019. - Vol. 35 - Issue 2 - P. 285-294.

65) Zhang, Xiang-Yu Effect of subtransus heat treatment on the microstructure and mechanical properties of additively manufactured Ti-6Al-4V alloy / Xiang-Yu Zhang, GangFang, SanderLeeflang, Amarante J.Bottger, Amir A Zadpoor, JieZhou // Journal of Alloys and Compounds - 2018. - Vol. 735. - P. 1562-1575.

66) Alcisto, JJ. Tensile properties and microstructures of laser-formed Ti-6Al-4V / JJ. Alcisto, A. Enriquez, H. Garcia, S. Hinkson, T. Steelman, E. Silverman, P. Valdovino,H. Gigerenzer, J. Foyos, J. Ogren, J. Dorey, K. Karg, T. McDonald, O.S. Es-Said // Journal of Materials Engineering and Performance volume. - 2011. - Vol. 20 (2). - P. 203-212.

67) Dinda, G.P. Fabrication of Ti-6Al-4V scaffolds by direct metal deposition / G.P. Dinda, L. Song, J. Mazumder // Metallurgical and Materials Transactions A A - 2008 - Vol. 39 (12) - P. 2914-2922.

68) Brandl, E. Additive manufactured Ti-6Al-4V using welding wire: Comparison of laser and arc beam deposition and evaluation with respect to aerospace material specifications / E. Brandl, B. Baufeld, C. Leyens, R. Gault // Physics Procedia. -2010. - Vol. 5. - P. 595-606.

69) Yao, B Microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V components fabricated by laser micro cladding deposition / B. Yao, X-L Ma, F. Lin, W-J. Ge // Rare Metals. - 2015. - Vol. 34(7) - P. 445-451.

70) Гущина М.О. Исследование структуры и свойств изделий из титанового сплава ВТ6, полученных методом прямого лазерного выращивания с последующей термической обработкой / Гущина М.О., Климова-Корсмик О.Г., Шальнова С.А., Головин П.А. // Титан. - 2019. - № 3 (65) - C. 8-15.

71) Lia, Frederick Thermal and microstructural analysis of laser-based directed energy deposition for TI-6AL-4V and Inconel 625 deposits / Frederick Lia, Joshua Z.Park, Jayme S. Keist Sanjay Joshi, Richard P. Martukanitz // Materials Science and Engineering: A. - 2018 - Vol. 717 - P. 1-10.

72) Keist, Jayme S. Role of geometry on properties of additively manufactured Ti-6Al-4V structures fabricated using laser based directed energy deposition / Jayme S. Keist, Todd A. Palmer // Materials & Design. - 2016. - Vol. 106 - P. 482-494,

73) Shalnova S.A. Effect of process parameters on quality of TI-6AL-4V multi-layer single pass wall during direct laser deposition with beam oscillation / S.A. Shalnova, O.G. Klimova-Korsmik, G.A. Turichin, M.O. Gushchina // Solid State Phenomena. - 2018. - Vol. 299. - P. 716-722.

74) Vildanov, A. M. The effects of beam oscillation on the quality of laser deposited metal parts / A. M. Vildanov, K. D. Babkin, E. V. Zemlyakov, M. O. Gushchina / Journal of Physics: Conference Series - 2018. - Vol. 1109 - номер статьи 012059.

75) Промахов, В.В. Получение металломатричных композиционных материалов с применением аддитивной технологии прямого лазерного выращивания / В.В. Промахов, А.С. Жуков, М.Х. Зиатдинов, И.А. Жуков, Н. Шульц, С. Ковальчук, Р.С. Корсмик, О.Г. Климова-Корсмик, Г.А. Туричин // В сборнике: Аддитивные технологии: настоящее и будущее. Материалы V международной конференции. - 2019. - С. 317-335.

76) Turichin, A. High-Speed Direct Laser Deposition: Technology, Equipment and Materials / A, Turichin, V.V. Somonov, K.D. Babkin, E.V. Zemlyakov, O.G. Klimova. // Equipment and Materials - 2016. - Vol. 125 - номер статьи 012009.

77) Гаврилова, Н. Н. Микроскопические методы определения размеров частиц дисперсных материалов: учеб. пособие / Н. Н. Гаврилова, В. В. Назаров, О.В. Яровая. - Москва: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. - 52 с.

78) ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. - М.: Стандартинформ, 1984. - 22 стр

79) ГОСТ 9454-78. Металлы Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах - М.: Издательство стандартов, 1978 - 9 стр.

80) Lindgren, Lars-Erik Approaches in computational welding mechanics applied to additive manufacturing: Review and outlook / Lars-Erik Lindgren, Andreas Lundback // Comptes Rendus Mecanique. - Vol. 346. - Iss. 11. - P. 1033-1042

81) Debroy, T. Additive manufacturing of metallic components - process, structure and properties / T. Debroy, H. L. Wei, J. S. Zuback, T. Mukherjee, J. W. Elmer, J. O. Milewski, Allison Michelle Beese, A. Wilson-Heid, A. De, W. Zhang // Progress in Materials Science. - 2018. - Vol. 92. - P. 112-224

82) Mills, K.C. Recommended values of thermophysical properties for selected commercial alloys, Cambridge: Woodhead Publishing; 2002

83) Kwon, H Temperature-dependent absorptance of painted aluminum, stainless steel 304, and titanium for 1.07 lm and 10.6 lm laser beams / H. Kwon, W. K. Baek, M. S. Kim, W. S. Shin, J. J. Yoh // Optics and Lasers in Engineering. - 2012. - Vol. 50

- P. 114-121

84) Gouge, M. Thermo-Mechanical Modeling of Additive Manufacturing / Gouge M.

- 1st Edition. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2017. - p. 294.

85) ГОСТ Р 58418-2019 Аддитивные технологии. Металлические порошки и проволоки. Виды дефектов. - М.: Стандартинформ, 2019. - 7 стр.

86) ГОСТ Р 57910-2017. Материалы для аддитивных технологических процессов. Методы контроля и испытаний металлических материалов сырья и продукции. - М.: Стандартинформ, 2017. - 3 стр.

87) ASTM F3001-14. Standard Specification for Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) with Powder Bed Fusion, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014

88) ASTM B988-13. Standard Specification for Powder Metallurgy (PM) Titanium and Titanium Alloy Structural Components, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013a

89) ГОСТ 22178-76. Листы из титана и титановых сплавов. Технические условия - М.: Стандартинформ, 1976. - 15 стр.

90) ГОСТ 23755-79. Плиты из титана и титановых сплавов. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 1979, 25 стр

91) Ahmed T. Phase transformations during cooling in a+b titanium alloys / T. Ahmed, H. J. Rack // Materials Science and Engineering. - 1998. - Vol. 243. - P. 206-211