Ученые ПНИПУ предложили метод повышения прочности стали в аддитивном производстве

Исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) исследовали технологию гибридного аддитивного производства, повышающую прочность нержавеющей стали с сохранением других механических характеристик.

Исследование получило финансовую поддержку гранта Российского научного фонда и выполнено в рамках стратегического проекта Пермского политеха «Гибридное аддитивное производство», сообщает пресс-служба вуза.

«В машиностроении, энергетике, нефтяной, химической и пищевой отраслях используют особый тип нержавеющей стали — аустенитную сталь. Ее уникальные свойства обеспечивает кристаллическая структура, которая формируется за счет добавления никеля, марганца и азота. Мы предложили способ, который позволит сделать промышленные изделия из этого материала более прочными по сравнению с традиционными методами. Для этого мы использовали плазменную наплавку с помощью плавящегося электрода, дополнительно обрабатывая слои материала холодной проковкой», — рассказывает профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов, ведущий научный сотрудник центра аддитивных технологий ПНИПУ Татьяна Ольшанская.

Гибридная аддитивно-субтрактивная система совместной разработки ПАО «Протон-ПМ», ПНИПУ, ООО «ИНКОР», ООО «Центр электронно-лучевых и лазерных технологий» и МИП «Комплексные аддитивные технологии»

Гибридный процесс построения объединяет в себе дуговую наплавку с помощью плавящегося электрода и плазменную наплавку. Новый способ позволит обеспечить более высокую точность изготовления изделий, необходимую структуру и свойства. Использование двух источников нагрева поможет регулировать поступление тепла в изделие, повысить производительность и обеспечить высокое качество продукта.

«Структура материалов, созданных с помощью аддитивных технологий, может содержать дефекты. Это отрицательно влияет на прочность готового изделия, его стойкость к коррозии и износу. Чтобы улучшить механические характеристики, мы использовали холодную проковку, с помощью которой укрепили каждый слой наплавленного материала. Этот процесс мы реализовали на единой платформе с помощью станка с числовым программным управлением», — поясняет руководитель проекта, доктор технических наук Дмитрий Трушников.

Исследователи сравнили образцы, полученные при наплавке с помощью холодной проковки и без нее. В обоих случаях характеристики превысили показатели материалов, полученных по традиционным технологиям. Применение холодной проковки позволило повысить прочность стали, сохранив ее пластические характеристики на высоком уровне. Этого удалось добиться за счет того, что микроструктура стала более равномерной, считают ученые. Результаты исследования опубликованы в журнале Metals. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.