Князева А.Г.   Агаповичев А.В.   Смелов В.Г.   Сотов А.В.  

Численное исследование влияния параметров лазерного излучения на формирование интерметаллидных фаз из порошков металлов в технологии селективного лазерного сплавления

Докладчик: Агаповичев А.В.

Основными материалами, используемыми в настоящее время для изготовления газотурбинных двигателей, являются высокопрочные стали, титановые сплавы и сплавы на никелевой основе. Остальные материалы применяются значительно в меньшей степени. Среди материалов будущего, применение которых позволит решить ряд проблем в авиастроении, ракетостроении и в других высокотехнологичных областях техники, следует выделить интерметаллидные сплавы, в том числе на основе никеля и алюминия. Из алюминидов никеля наибольший интерес как жаропрочные материалы представляют интерметаллиды Ni3Al и NiAl обладающие при сравнительно небольшой плотности достаточно высокими характеристиками жаропрочности и жаростойкости.

К сдерживающим факторам быстрого распространения алюминидов никеля относится ограниченное число возможных методов производства, применяемых для изготовления деталей из этих материалов, что сильно отражается на стоимости производства. Одним из путей снижения стоимости производства является применение новых экономичных, экологически чистых, ресурсосберегающих технологий производства, таких как селективное лазерное сплавление (СЛС).

Математическое моделирование позволяет осуществить правильный выбор параметров лазерной обработки.  Однако моделирование процесса селективного лазерного сплавления порошков металлов, образующих интерметаллидные фазы, представляет серьезные трудности. Основные проблемы здесь связаны с разномасштабностью физических и химических процессов, их взаимовлиянием, отсутствием надежных экспериментальных данных по зависимостям свойств от состава и т.п. 
В данной работе предпринята попытка учесть реальные физико-химические процессы при селективном лазерном сплавлении интерметаллидного порошкового материала ВКНА-1ВР.
На границах пластины источники и стоки тепла отсутствуют. Математическая постановка задачи о формировании интерметаллидных фаз в процессе СЛС включает уравнение теплопроводности и систему кинетических уравнений для реагентов и продуктов возможных реакций. Задача была решена числено.
В результате получены распределения температуры и состава в системе «порошковый слой платформа построения» для различных моментов времени.  Выявлены условия, благоприятствующие изменению фазового состава.

 


К списку докладов