Оптимізація механічних властивостей деталей TI-6AL-4V, отриманих адитивним виробництвом

Abstract

Мета. Метою роботи є встановлення закономірностей формування мікроструктури та механічних властивостей деталей зі сплаву Ti-6Al-4V, виготовлених адитивними методами, а також визначення зв’язків «процес–мікроструктура–властивості», що забезпечують стабільні та передбачувані характеристики після постобробки. Методика. У дослідженні виконано порівняльний аналіз пошарових технологій, мікроструктурне вивчення α–β морфології, оцінку механізмів зародження дефектів та аналіз деформаційної поведінки за кривими зміцнення. Методика охоплює результати електронно-променевого плавлення, лазерного порошкового спікання, осадження концентрованої енергії та подальшої гарячої ізостатичної обробки з метою з’ясування впливу термічної історії та фазового розподілу на механічну відповідь матеріалу. Результати. Встановлено, що кінцеві властивості матеріалу визначаються неоднорідністю α–β інтерфейсів, залишковою дефектністю та взаємодією дислокацій з мікроструктурними бар’єрами. Аналіз кривих зміцнення підтверджує поетапну активацію механізмів зміцнення та вирішальну роль гетеродеформаційних напружень. Оптимізовані режими виготовлення забезпечують стабілізацію мікроструктури та зменшення розкиду механічних властивостей між різними системами обладнання. Наукова новизна. Новизна полягає в інтегрованому трактуванні морфології мікроструктури, типів дефектів та деформаційної кінетики як єдиної основи для оптимізації механічної відповіді деталей Ti-6Al-4V, отриманих адитивними технологіями. Робота визначає мікроструктурні індикатори, що дозволяють прогнозувати ефективність зміцнення після постобробки. Практична значимість. Результати формують наукове підґрунтя для вибору технологічних і постобробних режимів, які мінімізують дефектність і забезпечують відтворюваність властивостей, сприяючи промисловому впровадженню деталей Ti-6Al-4V у відповідальні конструкції.