ГОСТ Р 70242—2022
6.2 Материал и конструкционные характеристики
6.2.1 Исходные материалы
Металлы и сплавы являются наиболее часто используемыми материалами для прямого подвода
энергии и материала. Так же, как и в синтезе металлических порошков на подложке, эффективная об
работка материалов зависит от множества факторов, таких как свариваемость, температура плавле ния,
теплопроводность, вязкость расплава и поверхностное натяжение расплава. Эти факторы будут влиять
на характеристики производимой детали. Для процесса прямого подвода энергии и материала
применяют такие материалы, как титан и его сплавы, алюминиево-кремний-магниевые сплавы, сплавы на
основе никеля (например, Inconel 718), сплавы на основе кобальта (например, Stellite 21), инстру
ментальные стали, дисперсионно-твердеющие сплавы и другие нержавеющие стали. Возможно приме
нение широкого спектра других материалов, включая тугоплавкие сплавы, медные сплавы, высокоэн
тропийные сплавы (например, AlCoCrFeNi), сплавы с памятью формы (SMA, например NiTi), магнитные
сплавы (FeCo), пористые металлы, керамика (например, оксид алюминия, диоксид циркония и фосфа ты
кальция), сплавы на основе магния, металлокерамика (Co-WC), интерметаллиды (y-TiAl и Fe3AI) и
композиты (например, титановая матрица сплава, армированная TiB).
6.2.2 Материалы подложки
Как правило, используют подложку из материала такого же класса, как и материал детали, но это
не является обязательным требованием. Материалы подложки могут быть выбраны в соответствии
с установленными требованиями при условии, что материал подложки совместим с наносимым
материалом.
В некоторых случаях материал подложки может быть блестящим. В таких случаях при необхо
димости поверхность подложки должна быть обработана для обеспечения нанесения наплавляемого
слоя. Одним из примеров обработки поверхности является пескоструйная обработка с последующим
обезжириванием алюминия. Проектировщик должен проконсультироваться с инженером-технологом по
вопросам выбора материала подложки и подготовки поверхности.
В случае ремонта изделий выбирают наплавляемый материал такого же класса, как и материал
ремонтируемого изделия. Для повышения отдельных свойств ремонтируемого изделия (например, кор
розионной стойкости, износостойкости и т. п.) выбирают материалы других классов, обеспечивающие
требуемые свойства.
6.2.3 Микроструктура
Микроструктура материала деталей, изготовленных с помощью прямого подвода энергии и ма
териала, обычно отличается от микроструктуры литых материалов из-за тепловых характеристик про
цесса. Н1апример, сочетание небольшой ванны расплава и высоких скоростей движения приводит к
высокой скорости охлаждения (до 1000—5000 °С/с), что создает предельно мелкозернистые структуры,
которые могут быть на порядок меньше по размеру кристаллитов, чем сопоставимые кованые изделия.
Плотность материалов, полученных с помощью прямого подвода энергии и материала, часто выше,
следовательно, пористость материала ниже, чем при использовании синтеза на подложке лазерным
лучом.
При помощи процесса прямого подвода энергии можно изготавливать детали с плотностью, при
ближающейся к 100 %. Однако возможно возникновение пор из-за затруднений с материалом, настрой
ками процесса или планированием процесса. Микроструктура в определенной точке детали зависит от ее
термической истории, которая является сложной функцией условий процесса, схем сканирования,
формы детали и параметров теплопередачи. Диапазон микроструктур, наблюдаемых для каждого ма
териала, обычно широк и специфичен для каждого вида материала.
6.2.4 Механические свойства
Механические свойства, такие как предел текучести, предел прочности на разрыв, усталостная
прочность и относительное удлинение, как правило, выше, чем для аналогичных изделий, полученных
синтезом на подложке, и могут быть такими же или даже выше, чем у аналогов из литых материалов
после постобработки. Часто не требуется ГИП или процесс отжига для выполнения соответствия тре
бованиям к относительному удлинению. Механические свойства зависят от выбранного материала,
технологических параметров и формы детали.
При проектировании необходимо учитывать возможную анизотропию механических свойств, на
пример: снижение временного сопротивления и относительного удлинения в направлении построения z,
по сравнению с плоскостью нанесения х—у. Проектировщикам рекомендуется проконсультироваться
16