Специалисты RONGSU опубликовали данные о поведении высокопрочной низколегированной стали ER120S, напечатанной методом лазерной 3D-печати с подачей проволоки (WLAM). Как сообщает редакция Industry3D, образцы, изготовленные на платформе Laser One и прошедшие термическую обработку, продемонстрировали предел прочности на растяжение свыше 1000 МПа — причём как вдоль, так и поперёк направления печати.
ER120S — это сварочная проволока из высокопрочной низколегированной стали, для которой характерны повышенная прочность, хорошая вязкость и стойкость к ударным нагрузкам. Такой материал применяют при сварке сталей марок HY-80, HY-100 и других высокопрочных сплавов. Ключевые области использования — строительная и специальная техника, военное снаряжение, сосуды под давлением, а также ответственные конструкционные детали, работающие под высокими нагрузками.
Механические свойства напечатанных образцов
Сначала инженеры RONGSU подобрали оптимальные параметры печати и вырастили образцы из ER120S на лазерной установке Laser One. После термообработки были зафиксированы следующие показатели.
В поперечном направлении предел прочности составил 1088 МПа при условном пределе текучести 905 МПа и относительном удлинении 20%. В продольном направлении прочность на разрыв достигла 1074 МПа, условный предел текучести — 895 МПа, относительное удлинение — 18%.
Эти цифры превышают требования стандарта GB/T 39281-2020 для наплавленного металла: согласно нормативу, предел прочности должен находиться в диапазоне от 900 до 1100 МПа, условный предел текучести — быть не ниже 790 МПа, а относительное удлинение — не менее 12%.
Кроме того, RONGSU сравнила результаты лазерной печати проволокой с характеристиками похожих образцов, которые получили дуговым методом WAAM из стали ER110S. WLAM-образцы из ER120S оказались прочнее. В поперечном и продольном направлениях разрывная прочность составила 1088 МПа и 1074 МПа, условный предел текучести — 905 МПа и 895 МПа. У ER110S, напечатанной методом WAAM, эти значения равнялись 992 МПа и 956 МПа по прочности и 583 МПа и 615 МПа по пределу текучести.
Твёрдость материала распределилась равномерно в обоих направлениях. Три замера в поперечном направлении показали 33,6; 32,9 и 33,8 HRBW, в продольном — 35,2; 35,1 и 35,1 HRBW. Разброс значений минимальный, что свидетельствует об однородности структуры напечатанного металла.
Химический состав и микроструктура
Также был проведён рентгеновский неразрушающий контроль напечатанных заготовок. Результаты подтвердили, что внутренние дефекты, способные повлиять на эксплуатационные свойства деталей, отсутствуют.
Оборудование для печати ER120S
Материал ER120S подходит для лазерных установок RONGSU с подачей проволоки: научно-исследовательской Laser One, промышленной Robo L1 и пятикоординатной Laser Five. Российские специалисты уже решали подобные задачи — например, при SLM-печати металлом форсунок из нержавеющей стали.
Более подробная информация о материале и режимах печати доступна в разделе материалов на сайте производителя. О том, как устроены установки прямого осаждения металла, читайте в материале о технологиях 3D-печати металлом.