Анизотропия теплопроводности аддитивных металлов, полученных методом селективного лазерного сплавления на примере нержавеющей стали CL 20ES


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-7-329-335

Авторы

Киселёв В. П.*, Ежов А. Д.**, Селиверстов С. Д.***, Быков Л. В.****, Сотник Е. В.*****

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: vladimir-kiselev@yandex.ru
**e-mail: ezzhov@gmail.com
***e-mail: seliverstovsd@mai.ru
****e-mail: bykovlv@mai.ru
*****e-mail: es2103s@gmail.com

Аннотация

Экспериментально обнаружена анизотропия теплопроводности в материале, полученном c использованием аддитивной металлопорошковой технологии. По результатам эксперимента определено, что коэффициент теплопроводности вдоль плоскостей сплавления на 25‒30% выше, чем поперек них. Исходя из этого сформировано два практических вывода. Во-первых, при проектировании теплонагруженных деталей, изготовленных по аддитивной технологии, необходимо учитывать направление плоскостей сплавления относительно предполагаемых направлений тепловых потоков. Во-вторых, при изготовлении деталей методом металлопорошковой технологии появляется возможность управления их теплопроводностью в заданных направлениях.

Ключевые слова:

металлопорошковые аддитивные технологии, анизотропия, теплофизические свойства, теплопроводность

Библиографический список

  1. Селянская Е.Л., Касьянов С.В., Мелузова О.А. Возможность применения аддитивных технологий в центробежных компрессорах // Материалы конференции «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации». 2015. Т. 1. С. 359‒363.
  2. Рогалев А.Н., Шевченко М.И. Применение аддитивных лазерных технологий при проектировании охлаждаемых лопаток газовых турбин // Вестник ИГУЭ. 2016. Вып. 3. С. 34–39. DOI:10.17588/2072-2672.2016.3.034-039
  3. Магеррамова Л.А., Ножницкий Ю.А., Волков С.А., Волков М.Е., Чепурнов В.Ж., Белов С.В., Вербанов И.С., Заикин С.В. Перспективы применения аддитивных технологий для создания деталей и узлов авиационных газотурбинных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т. 18. № 3. С. 81–98.
  4. Славутин Л.В., Башкарев А.Я. Технология восстановления деталей машин с применением аддитивных технологий // Сборник трудов конференции «Неделя науки СПбПУ». 2018. С. 118–122.
  5. ASTM F2792-12a Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies (Withdrawn 2015), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012, www.astm.org
  6. Смелов В.Г., Сотов А.В., Агаповичев А.В. Исследование структуры и механических свойств изделий, полученных методом селективного лазерного сплавления из порошка стали 316L // Черные металлы. 2016. № 9 (1017). С. 61–65.
  7. Сухов Д.И., Базылева О.А., Неруш С.В., Аргинбаева Э.Г., Зайцев Д.В. Особенности структуры и свойств материала жаропрочного интерметаллидного никелевого сплава, полученного методом селективного лазерного сплавления // Сборник трудов конференции «Аддитивные технологии: настоящее и будущее». 2018. С. 321–325.
  8. Евгенов А.Г., Рогалев А.М., Карачевцев Ф.Н., Мазалов И.С. Влияние горячего изостатического прессования и термической обработки на свойства сплава эп648, синтезированного методом селективного лазерного сплавления // Технология машиностроения. 2015. № 9. С. 11–16.
  9. Николаев И.А., Лесневский Л.Н., Кожевников Г.Д., Селиверстов С.Д. Исследование влияния направления выращивания образцов из стали 12Х18Н10Т, полученных методом селективного лазерного сплавления (SLM), на фреттинг-износ в условиях полного и частичного проскальзывания // Тезисы XIX Международной конференции «Авиация и космонавтика». 2020. С. 177–178.
  10. Сухов Д.И., Мазалов П.Б., Неруш С.В., Ходырев Н.А. Влияние параметров селективного лазерного сплавления на образование пористости в синтезированном материале коррозионностойкой стали // Труды ВИАМ. 2017. № 8 (56). С. 34–44. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-8-4-4
  11. Khoroshko E., Filippov A., Shamarin N., Moskvichev E., Utyaganova V., Tarasov S., Savchenko N., Kolubaev E., Rubtsov V., Lychagin D. Structure and Mechanical Properties of Cu–Al–Si–Mn System-Based Copper Alloy Obtained by Additive Manufacturing // Russian Physics Journal. 64. 10.1007/s11182-021-02333-2
  12. Евгенов А.Г., Горбовец М.А., Прагер С.М. Структура и механические свойства жаропрочных сплавов ВЖ159 и ЭП648, полученных методом селективного лазерного сплавления // Авиационные материалы и технологии. 2016. № S1. С. 8–15. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-S1-8-15
  13. Martynyuk L.A., Bykov L.V., Ezhov A.D., Talalaeva P.I., Afanasiev D.V. Experience in using anisotropic properties of composites in engineering the compressor impeller of a small-size gas turbine engine // MATEC Web of Conferences. 2020. 329, 02019.
  14. Сотов А.В., Проничев Н.Д., Смелов В.Г., Богданович В.И., Гиорбелидзе М.Г., Агаповичев А.В. Разработка методики проектирования технологических процессов изготовления деталей ГТД методом селективного лазерного сплавления порошка жаропрочного сплава ВВ751П // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2017. Т. 19. № 4. С. 96‒104.
  15. Хорошко Е.С., Филиппов А.В., Шамарин Н.Н. Анизотропия механических свойств алюминиевой бронзы, полученной методом электронно-лучевого аддитивного производства // Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии», 5–9 октября 2020 г.: тезисы докладов. Томск, 2020. 523 с. DOI: 10.17223/9785946219242/324
  16. Григорьев В.А., Зорин В.М. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. М.: Энергоатомиздат, 1988.560 с.
  17. ГОСТ Р 57558-2017. Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2018. 16 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024