doi:
УДК: 621.791.92

ВЛИЯНИЕ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПРЯМОМ ЛАЗЕРНОМ ВЫРАЩИВАНИИ НА СПЛАВ FeCoNiCrMn

Климова-Корсмик О. Г., Коваленко Е. К., Красанов И. В., Валдайцева Е. А., Гущина М. О.
Язык статьи: русский

Аннотация

В работе рассматривается структура и фазовый состав успешно полученного высокоэнтропийного сплава FeCoNiCrMn методом прямого лазерного выращивания. Работа направлена на подбор параметров выращивания с целью получения крупногабаритных сложнопрофильных изделий с повышенными механическими характеристиками, которыми обладают высокоэнтропийные сплавы. В работе полученные образцы исследованы на наличие дефектов, химический и фазовый состав. Проведено предварительное моделирование фазового состава сплава с помощью программного комплекса Тhermo-Calc. Моделирование в программном пакете Thermo-Calc показало, что в сплавах выбранного состава образуются твердые растворы с кристаллической решеткой типа ГЦК, тип решетки подтвердился с помощью рентгеноструктурного анализа. Обнаружено разделение на области с повышенными концентрациями элементов (Fe,Co,Cr) и (Mn,Ni,Cu). С увеличением мощности лазерного излучения наблюдается уменьшение микротвердости с 250 HV до 232 HV. В структуре сплава трещины не обнаружены при наименьшем значении мощности лазерного излучения 1.8 кВт. В остальных образцах трещины располагаются по высоте по центру валиков. В трещинах образцов наблюдается преобладание элементов группы (Mn,Ni,Cu). Во всех сплавах отмечаются единичные поры, при увеличении мощности лазерного излучения поры увеличиваются в размерах. В работе представлены промежуточные результаты исследования. Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, аддитивные технологии, моделирование фазового состава,прямое лазерное выращивание,дефекты при прямом лазерном выращивании

Список литературы

1. Additive Manufacturing of High-Entropy Alloys: Microstructural Metastability and Mechanical Behavior / S. Guan, J. Ren, S. Mooraj [et al.] // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2021, № 42. - Р.748-771.
2. Microstructural Development in Equiatomic Multicomponent Alloys / B. Cantor, I.T.H. Chang, P. Knightи [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2004, № 375-377. - Р. 213-218.
3. A Fracture-Resistant High-Entropy Alloy for Cryogenic Applications / B. Gludovatz, A. Hohenwarter, D. Catoor [et al.] // Science. - 2014, № 345. - Р. 1153-1158.
4. Temperature Dependence of the Mechanical Properties of Equiatomic Solid Solution Alloys with Face-Centered Cubic Crystal Structures / Z. Wu, H. Bei, G.M. Pharr [et al.] // Acta Mater. - 2014, № 81. - Р. 428-441.
5. New trends in additive manufacturing of high-entropy alloys and alloy design by machine learning: from single-phase to multiphase systems / Y. Zhou, Z. Zhang, D. Wang [et al.] // Journal of Materials Informatics. - 2022, № 2. - Р. 18
6. High-entropy alloy: challenges and prospects / Y. Ye, Q. Wang, J. Lu [et al.] // Mater Today. - 2016, № 19. - Р. 349-362
7. The manufacturing process optimization and the mechanical properties of FeCoCrNi high entropy alloys fabricated by selective laser melting / Y. Peng, C. Jia, L. Song [et al.] // Intermetallics. - 2022, № 145. - Р. 107557
8. Influences of nitrogen alloying on microstructural evolution and tensile properties of CoCrFeMnNi high-entropy alloy treated by cold-rolling and subsequent annealing / F. Xiong, R. Fu, Y. Li [et al.] // Mater Sci Eng A. - 2020, № 787. - Р. 139472.
9. The effect of cooling rate on the microstructure and mechanical properties of NiCoFeCrGa high-entropy alloy / D. Molnár, A. Vida, S. Huang [et al.] // Journal of Materials Science. - 2019, № 54. - Р. 5074-5082.
10. Additive manufacturing of high entropy alloys: A practical review / A. Moghaddam, N. Shaburova, M. Samodurova [et al.] // Journal of Materials Science & Technology. - 2021, № 77. - Р. 131-162.