МНОГОЦИКЛОВАЯ УСТАЛОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И КРУЧЕНИИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА ALS10MG, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Сведения об авторах
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

Аннотация

Представлены результаты циклических и статических механических испытаний на растяжение и кручение образцов, выращенных в разных направлениях методом селектив- ного лазерного сплавления из алюминиевого порошка АСП35. Представлены результаты макро- и микроструктурных исследований полученного аддитивного алюминиевого сплава AISi10Mg. Показано, что в массиве наплавленного алюминиевого сплава присутствуют поры различных размеров и несплавленные частицы алюминиевого порошка. Образцы для испытаний на кручение и растяжение были изготовлены из выращенных цилиндриче- ских заготовок методом механической обработки. Для циклических испытаний на растяже- ние была выбрана корректная форма рабочей части образца вследствие высокой чувстви- тельности полученного сплава AISi10Mg к концентрации напряжений. Испытания на уста- лость при кручении проводились на образцах с цилиндрической рабочей частью. Проведены серии циклических испытаний при растяжении и кручении в области многоцик- ловой усталости в режиме мягкого нагружения при симметричном цикле напряжений. По- строены кривые усталости при растяжении и кручении для разных ориентаций выращен- ных образцов. Проведено сопоставление значений коэффициентов анизотропии механи- ческих свойств при усталостном растяжении и кручении и коэффициентов анизотропии при статических испытаниях на растяжение и кручение. Обнаружено, что при циклическом кручении коэффициент анизотропии свойств имеет наибольшее значение, чем при стати- ческих испытаниях и циклических испытаниях при растяжении. По результатам цикличе- ских испытаний на растяжение определен предел выносливости рассматриваемого алю- миниевого сплава для всех направлений выращивания образцов. Осуществлен анализ поверхностей излома образцов после циклических испытаний на растяжение. Показано, что на циклическую долговечность наибольшее влияние оказывают дефекты в виде пор и нерасплавленных частиц алюминиевого порошка.

Ключевые слова

многоцикловая усталостьаддитивные технологииалюминиевый сплавселективное лазерное сплавлениерастяжениекручениекоэффициент анизотропии свойств.

Литература

  1. 1.Пределение критической плоскости и оценка уста- лостной долговечности при различных режимах циклического нагружения / И.С. Никитин, Н.Г. Бураго, А.Д. Никитин, В.Л. Якушев // Вестник Пермского национального исследователь- ского политехнического университета. Механика. – 2017. – № 4. – С. 238–252. DOI: 10.15593/perm.mech/2017.4.15 Scholar
  2. 2.Оценка усталостной долговечности и определение кри- тической плоскости при многоосном циклическом нагружении с произвольным сдвигом фаз / Н.Г. Бураго, И.С. Никитин, А.Д. Никитин, Б.А. Стратула // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2019. – № 3. – С. 27–36. DOI: 10.15593/perm.mech/2019.3.03 Scholar
  3. 3.Механическое поведение конструкционной стали ЭП517Ш при двухосной малоцикловой усталости в условиях нормальных и повышенных температур / Е.В. Ломакин, М.П. Третьяков, А.В. Ильиных, А.В. Лыкова // Вестник Перм- ского национального исследовательского политехнического университета. Механика. –2019. – № 1. – С. 77–86. DOI: 10.15593/perm.mech/2019.1.07 Scholar
  4. 4.Malek, B. Fatigue behavior of 2618-T851 aluminum alloy under uniaxial and multiaxial loadings / B. Malek, C. Mabru, M. Chaussurier // Int. J. Fatigue. – 2022. – Vol. 131. – P. 105322. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2019.105322 Scholar
  5. 5.Influence of additional static stresses on biaxial low-cycle fatigue of 2024 aluminum alloy / A.S. Yankin, A.V. Lykova, A.I. Mugatarov, V.E. Wildemann, A.V. Ilinykh // Fracture and Structural Integrity. – 2022. – Vol. 16, no. 62. – P. 180–193. Scholar
  6. 6.Selective laser sintering of metals in additive technologies / B.K. Igisenov, V.E. Kasutin, A.V. Kreymer, K.V. Viblov // Bulletin of contemporary research. – 2018. – No. 4.2 (19). – P. 235–239. Scholar
  7. 7.Additive manufacturing of metals / D. Herzog, V. Seyda, E. Wycisk, C. Emmelmann // Acta Materialia. – 2016. – Vol. 117. – P. 371–392. Scholar
  8. 8.T. DebRoy, H. Wei, J. Zuback, T. Mukherjee, J. Elmer, J. Milewski, A. Beese, A. Wilson–Heid, A. De, W. Zhang // Pro- gress in Materials Science. – 2018. – Vol. 92. – P. 112. Scholar
  9. 9.Sustainable 3D printing with recycled materials: a review / S. Lodha, B. Song, S.I. Park [et al.] // J Mech Sci Technol. – 2023. – Vol. 37. – P. 5481–5507. DOI: 10.1007/s12206-023-1001-9 Scholar
  10. 10.Influence of the parameters of the selective laser melting process on the structure of the aluminum alloy of the system Al-Si- Mg / N.V. Dinin, A.V. Zavodov, M.S. Oglodkov, D.V. Hasikov // VIAM Proceedings. – 2017. – No. 10(58). – P. 1–14. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 4, 2024)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
25.11.2024
В выпуске
25.11.2024
Выпуск
№ 4 (2024)
Поделиться