cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ "МИСИС"10.17073/0021-3438-2018-3-84-94cvmet-777Research ArticleМеталловедение и термическая обработкаPhysical Metallurgy and Heat TreatmentОТ МЕТАЛЛУРГИИ ГРАНУЛ К АДДИТИВНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМFROM METALLURGY OF GRANULES TO ADDITIVE TECHNOLOGIESТимофеевА. Н.TimofeevA. N.

Доктор технических наук, 1-й зам. ген. директора 

141070, г. Королев, ул. Пионерская, 4

Dr. Sci. (Tech.), vice-director 

141070, Russia, Korolev, Pionerskaya str., 4

info@kompozit-mv.ruЛогачеваА. И.LogachevaA. I.

Логачева А.И. – Доктор технических наук, начальник отделения металлических материалов и металлургических технологий  

141070, г. Королев, ул. Пионерская, 4

Dr. Sci. (Tech.), head of the Department of metallic materials and metallurgical technologies 

141070, Russia, Korolev, Pionerskaya str., 4

info@kompozit-mv.ruОАО «Композит»РоссияOJSC «Kompozit»Russian Federation201814062018038494Copyright © Тимофеев А.Н., Логачева А.И., 20182018Тимофеев А.Н., Логачева А.И.Timofeev A.N., Logacheva A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/777

ОАО «Композит» ведет свою историю от Центрального научно-исследовательского института материаловедения (ЦНИИМВ) и до сегодняшнего дня успешно выполняет функции головного материаловедческого института в ракетно-космической отрасли. На предприятии используются и совершенствуются самые передовые технологии, создаются различные новые металлические, неметаллические, композиционные и керамические материалы. В представленном обзоре показано развитие порошкового направления от металлургии гранул к аддитивным технологиям, в том числе с участием выпускников МИСиС. Рассмотрен опыт ОАО «Композит» в области изготовления деталей методом селективного электронно-лучевого сплавления (СЭЛС) порошков титанового сплава ВТ6С собственного производства. Исходные порошки получены методом плазменного центробежного распыления прутковой заготовки. Показано, что порошки характеризуются идеальной сферической формой, низким уровнем дефектности, высокими технологическими свойствами и полностью соответствуют требованиям процесса. Изучены микроструктура и свойства образцов и деталей, полученных методом СЭЛС.

OJSC «Kompozit» traces its history back to the Central Research Institute of Materials Science (CRIMS) and successfully acts as a leading material science institute in the rocket and space industry up to the present day. The enterprise uses and improves state-of-theart technologies, and creates a variety of new metal, non-metallic, composite and ceramic materials. This article provides an overview of powder sector development from the metallurgy of granules to additive technologies and shows the participation of MISIS graduates. The experience of OJSC «Kompozit» in the manufacturing of parts by selective electron beam melting (SEBM) of home-made VT6S titanium alloy powders. Initial powders are obtained by plasma centrifugal spraying of the bar stock. It is shown that the powders feature an ideal spherical shape, low defect rate, high processability and fully meet the process requirements. The microstructure and properties of samples and parts obtained by the SEBM are studied.

металлургия гранулгорячее изостатическое прессованиегазостатплазменное центробежное распылениепорошокгрануласферическая формааддитивные технологииселективное электронно-лучевое сплавлениеmetallurgy of granuleshot isostatic pressinghot isostatic pressplasma centrifugal sprayingpowdergranulespherical shapeadditive technologiesselective electron beam meltingReferencesЛогачева А.И. Разработка технологии гранульной металлургии комбинированных деталей для двигателей ракетно-космической и авиационной техники: Автореф. дис. … Кандидат технических наук. М.: МАИ, 2008.Logacheva A.I. Razrabotka tekhnologii granul’noi metallurgii kombinirovannykh detalei dlya dvigatelei raketno-kosmicheskoi i aviatsionnoi tekhniki [Development of technology of granular metallurgy of combined parts for engines of rocket and space and aviation equipment]: Abstract of the dissertation of PhD. Moscow: MAI, 2008.Логачева А.И. Комплексная технология изготовления тонкостенных элементов методом порошковой металлургии для производства деталей из конструкционных и функциональных сплавов на основе титана и никеля для изделий ракетно-космической техники: Автореф. дис. … Доктор технических наук. М.: ИМЕТ РАН, 2017.Logacheva A.I. Kompleksnaya tekhnologiya izgotovleniya tonkostennykh elementov metodom poroshkovoi metallurgii dlya proizvodstva detalei iz konstruktsionnykh i funktsional’nykh splavov na osnove titana i nikelya dlya izdelii raketno-kosmicheskoi tekhniki [Complex technology of manufacturing thin-walled elements by powder metallurgy for the production of parts from structural and functional alloys based on titanium and nickel for products of rocket and space technology]: Abstract of the dissertation of Dr. Sci. (Tech.). Moscow: IMET RAN, 2017.Зленко М.А., Попович А.А., Мутылина И.Н. Аддитивные технологии в машиностроении. СПб: Изд-во СПбГУ, 2013.Zlenko M.A., Popovich A.A., Mutylina I.N. Additivnye tekhnologii v mashinostroenii [Additive technologies in mechanical engineering]. Saint-Petersburg: Izd-vo SPbGU, 2013.Baumers M., Dickens P., Tuck Ch., Hague R. The cost of additive manufacturing: machine productivity, economies of scale and technology-push // Technol. Forecast. Social Change. 2016. Vol. 102. P. 193—201.Baumers M., Dickens P., Tuck Ch., Hague R. The cost of additive manufacturing: machine productivity, economies of scale and technology-push. Technol. Forecast. Social Change. 2016. Vol. 102. P. 193—201.Аддитивное производство: на пике завышенных ожиданий. URL: http://www.umpro.ru/index.php?page_id=17&art_id_1=610&group_id_4=110 (дата обращения: 05.06.2017).Additivnoe proizvodstvo: na pike zavyshennykh ozhidanii [Additive production: at the peak of inflated expectations]. URL: http://www.umpro.ru/index.php?page_id=17&art_id_1=610&group_id_4=110 (accessed: 05.06.2017).Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive manufacturing technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. N.Y.: Springer Science & Business Media, 2009.Gibson I., Rosen D.W., Stucker B. Additive manufacturing technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. N.Y.: Springer Science & Business Media, 2009.PortolésL.,JordáO.,JordáL.,UriondoA.,Esperon-MiguezM., Perinpanayagam S. A qualification procedure to manufacture and repair aerospace parts with electron beam melting // J. Manuf. Systems. 2016. Vol. 41. P. 65—75.Portolés L., Jordá O., Jordá L., Uriondo A., Esperon-Miguez M., Perinpanayagam S. A qualification procedure to manufacture and repair aerospace parts with electron beam melting. J. Manuf. Systems. 2016. Vol. 41. P. 65—75.Sames W.J., List F.A., Pannala S., Dehoff R.R., Babu S.S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing // Int. Mater. Rev. 2016. Vol. 61. Iss. 5. P. 315—360.Sames W.J., List F.A., Pannala S., Dehoff R.R., Babu S.S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing. Int. Mater. Rev. 2016. Vol. 61. Iss. 5. P. 315—360.Murr L.E., Gaytan S.M., Ramireza D.A., Wicker R.B. Metal fabrication by additive manufacturing using laser and electron beam melting technologies // J. Mater. Sci. Technol. 2012. Vol. 28 (1). P. 1—14.Murr L.E., Gaytan S.M., Ramireza D.A., Wicker R.B. Metal fabrication by additive manufacturing using laser and electron beam melting technologies. J. Mater. Sci. Technol. 2012. Vol. 28 (1). P. 1—14.Baudana G., Biamino S., Ugues D., Lombardi M., Fino P., Pavese M., Badini C. Titanium aluminides for aerospace and automotive applications processed by electron beam melting: Contribution of politecnico di torino // Met. Powder Rep. 2016. Vol. 71 (3). P. 193—199.Baudana G., Biamino S., Ugues D., Lombardi M., Fino P., Pavese M., Badini C. Titanium aluminides for aerospace and automotive applications processed by electron beam melting: Contribution of politecnico di torino. Met. Powder Rep. 2016. Vol. 71 (3). P. 193—199.Логачева А.И., Сентюрина Ж.А., Логачев И.А. Аддитивные технологии производства ответственных изделий из металлов и сплавов (обзор) // Персп. материалы. 2015. No. 4. С. 5—16.Logacheva A.I., Sentyurina Zh.A., Logachev I.A. Additivnye tekhnologii proizvodstva otvetstvennykh izdelii iz metallov i splavov (obzor) [Additive technologies for production of critical products from metals and alloys (review)]. Perspektivnye materialy. 2015. No. 4. P. 5—16.Murr L.E., Gaytan S.M. Electron beam melting // Compr. Mater. Process. 2014. Vol. 10. P. 135—161.Murr L.E., Gaytan S.M. Electron beam melting. Compr. Mater. Process. 2014. Vol. 10. P. 135—161.Gong X., Anderson T., Chou K. Review on powder-based electron beam additive manufacturing technology // Manufact. Rev. 2014. No. 1 (2). P. 11—23.Gong X., Anderson T., Chou K. Review on powder-based electron beam additive manufacturing technology. Manufact. Rev. 2014. No. 1 (2). P. 11—23.Gaytan S.M., Murr L.E., Martinez E., Martinez J.L., Machado B.I., Ramirez D.A., Medina F., Collins S., Wicker R.B. Comparison of microstructures and mechanical properties for solid and mesh cobalt-base alloy prototypes fabricated by electron beam melting // Metall. Mater. Trans. A. 2010. Vol. 41. P. 3216—3227.Gaytan S.M., Murr L.E., Martinez E., Martinez J.L., Machado B.I., Ramirez D.A., Medina F., Collins S., Wicker R.B. Comparison of microstructures and mechanical properties for solid and mesh cobalt-base alloy prototypes fabricated by electron beam melting. Metall. Mater. Trans. A. 2010. Vol. 41. P. 3216—3227.Deng D., Moverare J., Peng R.L., Söderberg H. Microstructure and anisotropic mechanical properties of EBM manufactured Inconel 718 and effects of post heat treatments // Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 693. P. 151—163.Deng D., Moverare J., Peng R.L., Söderberg H. Microstructure and anisotropic mechanical properties of EBM manufactured Inconel 718 and effects of post heat treatments. Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 693. P. 151—163.Kirka M.M., Medina F., Dehoff R., Okello A. Mechanical behavior of post-processed Inconel 718 manufactured through the electron beam melting process // Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 680. P. 338—346.Kirka M.M., Medina F., Dehoff R., Okello A. Mechanical behavior of post-processed Inconel 718 manufactured through the electron beam melting process. Mater. Sci. Eng. A. 2017. Vol. 680. P. 338—346.Yu P., Qian M., Tomus D., Brice C.A., Schaffer G.B., Muddle B.C. Electron beam processing of aluminium alloys // Mater. Sci. Forum. 2009. Vol. 618—619. P. 621—626.Yu P., Qian M., Tomus D., Brice C.A., Schaffer G.B., Muddle B.C. Electron beam processing of aluminium alloys. Mater. Sci. Forum. 2009. Vol. 618—619. P. 621—626.Loeber L., Biamino S., Ackelid U., Sabbadini S., Epicoco P., Fino P., Eckert J. Comparison of selective laser and electron beam melted titanium aluminides // Solid freeform fabrication proceedings: 22nd Intern. Symp. Austin: Univ. of Texas, 2011. P. 547—556.Loeber L., Biamino S., Ackelid U., Sabbadini S., Epicoco P., Fino P., Eckert J. Comparison of selective laser and electron beam melted titanium aluminides. In: Solid freeform fabrication proceedings: 22nd Intern. Symp. Austin: Univ. of Texas, 2011. P. 547—556.Attar E. Simulation of selective electron beam melting processes. Sarabrucca: VDM Publ., 2011.Attar E. Simulation of selective electron beam melting processes. Sarabrucca: VDM Publ., 2011.Довбыш В.М., Забеднов П.В., Зленко М.А. Аддитивные технологии и изделия из металла // Библиотечка литейщика. 2014. No. 8—9. С. 14—71.Dovbysh V.M., Zabednov P.V., Zlenko M.A. Additivnye tekhnologii i izdeliya iz metalla [Additive technologies and metal products]. Bibliotechka liteishchika. 2014. No. 8—9. P. 14—71.ГОСТ 19807-91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки.GOST 19807-91. Titan i splavy titanovye deformiruemye. Marki [Titanium and titanium alloys deformable. Stamps].International Standardisation Organisation: ISO 13320 : 2009. Particle size analysis — Laser diffraction methods.International Standardisation Organisation: ISO 13320 : 2009. Particle size analysis — Laser diffraction methods.ГОСТ 19440-94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Ч. 1. Метод с использованием воронки.GOST 19440-94. Poroshki metallicheskie. Opredelenie nasypnoi plotnosti. 1. Metod s ispol’zovaniem voronki [Metallic powders. Determination of bulk density. Pt. 1. Method using a funnel].ГОСТ 20899-98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибора Холла).GOST 20899-98. Poroshki metallicheskie. Opredelenie tekuchesti s pomoshch’yu kalibrovannoi voronki (pribora Kholla) [Metallic powders. Determination of fluidity with a calibrated funnel (Hall device)].ГОСТ 26492-85. Прутки катаные из титана и титановых сплавов. Технические условия.GOST 26492-85. Prutki katanye iz titana i titanovykh splavov. Tekhnicheskie usloviya [Rolled rods made of titanium and titanium alloys. Technical specifications].ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.GOST 1497-84. Metally. Metody ispytanii na rastyazhenie [Metals. Methods of tensile testing].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.