Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2023, выпуск 2 » Статья стр. 241
<<<>>>
Улучшение физико-механических характеристик нелегированного титана ВТ1-0 и исследование влияния на них режимов селективного лазерного сплавления
DOI: 10.21883/JTF.2023.02.54499.209-22
Переводная версия: 10.21883/TP.2023.02.55477.209-22
Российский научный фонд, 22-19-00271
Грязнов М.Ю. 1, Шотин С.В. 1, Чувильдеев В.Н. 1, Сысоев А.Н. 1, Мелехин Н.В. 1, Пискунов А.В. 1, Сахаров Н.В. 1, Семенычева А.В. 1, Мурашов А.А. 1
1Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: gryaznov@nifti.unn.ru, shotin@nifti.unn.ru, chuvildeev@nifti.unn.ru, otd5-nifti@yandex.ru
Поступила в редакцию: 25 августа 2022 г.
В окончательной редакции: 24 октября 2022 г.
Принята к печати: 25 октября 2022 г.
Выставление онлайн: 14 января 2023 г.
PDF версия
Проведены комплексные исследования физико-механических свойств и структуры образцов нелегированного титана ВТ1-0, созданных методом селективного лазерного сплавления. Получены высокие прочностные характеристики (предел прочности 820 MPa, предел текучести 710 MPa), превышающие в 2 раза значения для данного материала, изготовленного с использованием стандартных технологий. Причиной повышения механических характеристик титана ВТ1-0 является формирование мелкодисперсной мартенситной α'-фазы, получаемой вследствие высоких скоростей кристаллизации, реализуемых в процессе селективного лазерного сплавления. Механические характеристики титана ВТ1-0, подвергнутого высокотемпературным отжигам, продемонстрировали монотонное снижение прочностных параметров на 15% и увеличение пластических характеристик на 30%. Показано, что технология селективного лазерного сплавления позволяет решить задачу улучшения прочностных характеристик нелегированного титана для создания нового класса медицинских изделий. Ключевые слова: нелегированный титан, ВТ1-0, аддитивные технологии, технология селективного лазерного сплавления, плотность, прочность, пластичность, упругий модуль, микроструктура, имплантаты для хирургии.
  1. D.M. Brunette, P. Tengvall, M. Textor, P. Thomsen. Titanium in Medicine: Material Science, Surface Science, Engineering, Biological Responses and Medical Applications (Springer, Berlin, 2001)
  2. A.T. Sidambe. Materials, 7, 8168 (2014). DOI: 10.3390/ma7128168
  3. N. Schiff, B. Grosgogeat, M. Lissac, F. Dalard. Biomaterials, 23, 1995 (2002). DOI: 10.1016/S0142-9612(01)00328-3
  4. И.Н. Фридляндер. Машиностроение. Энциклопедия: Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы (Машиностроение, М., 2001), т. II-3
  5. Имплантаты для хирургии. Металлические материалы. Имплантаты для хирургии. Металлические материалы. Часть 3. Деформируемый сплав на основе титана, 6-алюминия и 4-ванадия (ГОСТ Р ИСО 5832-3-2020)
  6. M. Geetha, A.K. Singh, R. Asokamani, A.K. Gogia. Prog. Mater. Sci., 54, 397 (2009). DOI: 10.1016/j.pmatsci.2008.06.004
  7. J. Mazurek-Popczyk, L. Palka, K. Arkusz, B. Dalewski, K. Baldy-Chudzik. Injury, 53, 938 (2022). DOI: 10.1016/j.injury.2021.12.020
  8. A.X.Y. Guo, L. Cheng, S. Zhan, S. Zhang, W. Xiong, Z. Wang, G. Wang, S. C. Cao. J. Mater. Sci. Technol., 125, 252 (2022). DOI: 10.1016/j.jmst.2021.11.084
  9. Н.А. Копорушко, С.В. Мишинов, В.В. Ступак. Политравма, 3, 54 (2020). DOI: 10.24411/1819-1495-2020-10033
  10. S. Bo, S. Wen, C. Yan, Q. Wei, Y. Shi. Selective Laser Melting for Metal and Metal Matrix Composites (Academic Press, London, 2021), DOI: 10.1016/C2018-0-01940-4
  11. I. Yadroitsev, I. Yadroitsava, A. Du Plessis, E. Macdonald. Fundamentals of Laser Powder Bed Fusion of Metals (Elsevier, 2021), DOI: 10.1016/C2020-0-01200-4
  12. Н.В. Казанцева, П.В. Крахмалев, И.А. Ядройцева, И.А. Ядройцев. ФММ, 122, 8 (2021). DOI: 10.31857/S001532302101006X
  13. F.N. Depboylu, E. Yasa, O. Poyraz, J. Minguella-Canela, F. Korkusuz, M.A. de los Santos Lopez. J. Mater. Res. Technol., 17, 1408 (2022). DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.01.087
  14. H. Attar, M.J. Bermingham, S. Ehtemam-Haghighi, A. Dehghan-Manshadi, D. Kent, M.S. Dargusch. Mater. Sci. Eng. A, 760, 339 (2019). DOI: 10.1016/j.msea.2019.06.024
  15. C.-L. Li, C.-S. Wang, P.L. Narayana, J.-K. Hong, S.-W. Choi, J.H. Kim, S.W. Lee, C.H. Park, J.-T. Yeom, Q. Mei. J. Mater. Res. Technol., 11, 301 (2021). DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.01.008
  16. C.-L. Li, J.W. Won, S.-W. Choi, J.-H. Choe, S. Lee, C.H. Park, J.-T. Yeom, J.K. Hong. J. Alloy Compd., 803, 407 (2019). DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.06.305
  17. M.T. Hasib, H.E. Ostergaard, Q. Liu, X. Li, J.J. Kruzic. Addit. Manuf., 45, 102027 (2021). DOI: 10.1016/j.addma.2021.102027
  18. H. Attar, S. Ehtemam-Haghighi, D. Kent, X. Wu, M.S. Dargusch. Mater. Sci. Eng. A, 705, 385 (2017). DOI: 10.1016/j.msea.2017.08.103
  19. L. Zhou, T. Yuan, J. Tang, J. He, R. Li. Opt. Laser Technol., 119, 105625 (2019). DOI: 10.1016/j.optlastec.2019.105625
  20. B. Wysocki, P. Maj, A. Krawczynska, K. Rozniatowski, J. Zdunek, K.J. Kurzyd owski, W. Swi eszkowski. J. Mater. Process. Tech., 241, 13 (2017). DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2016.10.022
  21. D. Gu, Y.-C. Hagedorn, W. Meiners, G. Meng, R.J. Santos Batista, K. Wissenbach, R. Poprawe. Acta Mater., 60, 3849 (2012). DOI: 10.1016/j.actamat.2012.04.006
  22. D. Herzog, V. Seyda, E. Wycisk, C. Emmelmann. Acta Mater., 117, 371 (2016). DOI:.1016/j.actamat.2016.07.019
  23. H.D. Nguyen, A. Pramanik, A.K. Basak, Y. Dong, C. Prakash, S. Debnath, S. Shankar, I.S. Jawahir, S. Dixit, D. Buddhi. J. Mater. Res. Technol., 18, 4641 (2022). DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.04.055
  24. A. Ataee, Y. Li, M. Brandt, C. Wen. Acta Mater., 158, 354 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.08.005
  25. H. Attar, M. Calin, L.C. Zhang, S. Scudino, J. Eckert. Mater. Sci. Eng. A, 593, 170 (2014) DOI: 10.1016/j.msea.2013.11.038
  26. Q. Tao, Z. Wang, G. Chen, W.C.P. Cao, C. Zhang, W. Ding, X. Lu, T. Luo, X. Qu, M. Qin. Addit. Manuf., 34, 101198 (2020). DOI: 10.1016/j.addma.2020.101198
  27. Y.P. Dong, J.C. Tang, D.W. Wang, N. Wang, Z.D. He, J. Li, D.P. Zhao, M. Yan. Mater. Design, 196, 109142 (2020). DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109142
  28. T. Mishurova, K. Artzt, J. Haubrich, G. Requena, G. Bruno. Addit. Manuf., 25, 325 (2019). DOI: 10.1016/j.addma.2018.11.023
  29. P. Tan, R. Kiran, K. Zhou. J. Manuf. Process., 64, 816 (2021). DOI: 10.1016/j.jmapro.2021.01.058
  30. H. Wang, Y. Zou. Int. J. Heat Mass Tran., 142, 118473 (2019). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118473
  31. H. Salem, L.N. Carter, M.M. Attallah, H.G. Salem. Mater. Sci. Eng. A, 767, 138387 (2019). DOI: 10.1016/j.msea.2019.138387

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme