Мікроструктура та механічні властивості сплаву Ti-6Al-4V, виготовленого за технологією Wire Arc Additive Manufacturing
DOI:
https://doi.org/10.36910/w8br9g87Ключові слова:
Ключові слова: Адитивне виробництво, Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), GTAW-AM, Ti-6Al-4V, мікроструктура, термічні цикли, зерна попередньої -фази, морфологія -пластин, механічна анізотропія, мікротвердість, процес – структура – властивості, осадження матеріалу.Анотація
У роботі представлено систематизований аналітичний синтез сучасного масиву експериментальних даних щодо дугового адитивного виробництва титанового сплаву Ti-6Al-4V з фокусом на технологіях Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) та Gas Tungsten Arc Welding Additive Manufacturing (GTAW-AM). WAAM — це технологія дугового адитивного виробництва, що базується на процесах дугового зварювання. Синтез спрямований на встановлення кількісно обґрунтованих взаємозв’язків між параметрами наплавлення, характеристиками теплового циклу, кінетикою тверднення та фазових перетворень, еволюцією мікроструктури й формуванням анізотропії механічних властивостей. Показано, що тепловкладення, міжшарова температура та стратегія траєкторії наплавлення є визначальними чинниками, які контролюють ріст зерен попередньої β-фази (prior-β grains) і морфологію α-фази. Повторні термічні цикли, притаманні пошаровому формуванню, зумовлюють формування колонкових зерен попередньої β-фази, орієнтованих уздовж напрямку побудови, а також висотно-залежне укрупнення α-пластин, що призводить до формування градієнта мікротвердості та анізотропії межі міцності при розтягу. Встановлено, що оптимізовані параметри GTAW-AM забезпечують геометричну стабільність наплавлених валиків і тимчасовий опір розриву понад 900 МПа. Для WAAM-процесу за умов контрольованої міжшарової температури характерне формування подрібнених пластинчастих структур типу Відманштеттена, що сприяє підвищенню міцності. Характерні для дугового адитивного виробництва технологічні дефекти, зокрема пористість, залишкові напруження та мікроструктурна неоднорідність, пов’язані з величиною тепловкладення та умовами охолодження. Отримані результати формують узгоджену модель взаємозв’язку «процес – структура – властивості» для дугових технологій адитивного виробництва титанових сплавів і створюють науково обґрунтовану основу для оптимізації параметрів виготовлення відповідальних конструкційних елементів.
Посилання
