Исследование структурообразования сплавов, полученных методом аддитивной электродуговой наплавки

1.

«Исследование структурообразования
сплавов, полученных методом
аддитивной электродуговой наплавки
для обеспечения усталостных
свойств изделий»
Секция: «Машиностроение и материаловедение»
Михайлов Александр Михайлович
Магистрант каф. «Технология и оборудование машиностроения»
НГТУ им. Алексеева

2.

Актуальность идеи
Рост популярности технологии WAAM
Отсутствие данных по режимам наплавки
Отсутствие данных об механических
свойствах и микроструктуре полученного
материала
Цель исследования
Изучить особенности структурообразования
материалов, полученных в результате
аддитивного электродугового выращивания и
разработать систему для выбора режимов
наплавки и прогнозирования усталостных
характеристик

3.

Оборудование и методы исследования
Стенд для 3D-печати методом WAAM
Тепловизор UNI-T UTI120S
Интегрированные датчики силы тока и
напряжения
Микротвердомер Fischerscope HM2000
Микроскоп ЛАБАКС-1К
Стенд для проведения испытаний
на усталость с микроскопом

4.

Материал и экспериментальные образцы
Исследуемый материал: Св-07Х25Н13
Химический состав
С
0,09
S
0,018
P
0,025
Mn
1-2
Cr
23-26
Si
0,5-1
Ni
12-14
Fe
Основа
Механические свойства
Предел прочности Предел текучести
635 МПа
475 МПа
Относительное
удлинение
32%
Ударная вязкость
150 Дж/см2

5.

Материал и экспериментальные образцы
Подбор режимов наплавки
Обработанная стенка,
полученная методом
WAAM
Внешний вид образца
для испытаний на
усталость

6.

Результаты
Мат-ал
Режим печати
Средняя
площадь
сечения
стенки, мм2
Среднее
значение
углерода
в сплаве,
C, %
Диапазон
значений
микротвердости,
HV
14
0,067
182…192
22
0,062
175…188
29
15
0,056
0,068
165…174
172…182
21
29
0,061
0,053
168…182
160…172
14
0,066
168…179
500
24
0,059
158…175
1150
28
0,056
154…168
Погонная
энергия
процесса
наплавки,
Q, Дж/мм
Температура
предыдущего
слоя, Тц, °С
200
07Х25Н13
500
1150
200
<50
150 … 200
500
1150
200
850 …900

7.

Результаты
Архитектура нейронной сети для интеллектуального управления состоянием материала
заготовки при наплавке и фотография микроструктуры материала, полученного при
печати на режимах, предложенных нейросетью

8.

Результаты
Структура нейронной сети для оценки
поврежденности материала по параметрам
микроструктуры
Интерфейс программы для оценки показателей
микроструктуры структурной поврежденности

9.

Перспективы
Разработка искусственной нейронной сети, способной определять
режимы для наплавки по заданным параметрам и прогнозировать
усталостную стойкость с последующим диагностированием
остаточного ресурса изделия по средствам неразрушающего
контроля.
Проведение аналогичных испытаний для других сплавов и
применение легирующих материалов в процессе наплавки.
Обучение нейронных сетей на новых материалах

10.

Спасибо за внимание!
Михайлов Александр Михайлович
магистрант НГТУ им. Алексеева
Исследование выполнено при финансовой поддержке
Министерства науки и высшего образования Российской
Федерации (Государственное задание:
тематика «Интеллектуальная диагностика деталей и
конструкций, полученных методом аддитивного
выращивания в процессе их получения и эксплуатации»
(№ FSWE-2023-0008).