Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi

Морская нержавейка, или сталь 316LSi, широко используется в нефтеперерабатывающей, горнодобывающей, бумажно-целлюлозной и химической промышленности.

Ученые Пермского Политеха изучили механические свойства этого материала. Это поможет эффективно использовать его в аддитивных технологиях и точнее прогнозировать результаты.

Сталь 316LSi прочна, устойчива к кислотам, высоким температурам и коррозии в морской воде. Она сохраняет свойства при нагреве, легко поддается сварке и формованию. Из нее изготавливают резервуары для химических веществ, теплообменники на нефтяных платформах, корпуса оборудования для выращивания драгоценных камней, ограждения на морских набережных и т. д.

Чтобы предсказать результаты создания изделий из определенной стали, нужно провести численное моделирование. Оно покажет, как деформируются и разрушаются 3D-элементы. Для этого нужна большая база экспериментальных исследований.

Ученые Пермского Политеха изучили свойства нержавеющей стали, полученной методом дуговой наплавки. Они провели испытания образцов на кручение и сдвиг (это частые виды деформаций). Объекты исследования вырезали в вертикальном и горизонтальном направлениях по отношению к плоскости слоев.

Упругие и пластические характеристики стали 316LSi зависят от направления вырезки образцов из пластины. Наиболее заметное отличие механических свойств наблюдается при кручении — разница достигает 30%. Поэтому такие испытания рекомендуется использовать для подбора оптимальных технологических параметров дуговой наплавки. Это позволит снизить неоднородность при создании массивных изделий и сложных элементов конструкций, — пояснил доцент кафедры «Экспериментальная механика и конструкционное материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук Артем Ильиных.

Ученые ПНИПУ определили стандартные свойства нержавеющей стали 316LSi. Результаты исследования полезны для численного моделирования поведения наплавленных элементов конструкций. Качественное моделирование помогает экономить ресурсы при изготовлении 3D-изделий.

Статья об этом опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». Исследование проведено по программе „Приоритет 2030“ национального проекта „Наука и университеты“.

29.10.2024