Al-40Sn ALLOY PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING OF A MIXTURE OF ELEMENTARY POWDERS

N. M. Rusin; Русин Н. М.; A. L. Skorentsev; Скоренцев А. Л.; K. O. Akimov; Акимов К. О.

doi:10.31857/S0015323023600818

Al-40Sn ALLOY PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING OF A MIXTURE OF ELEMENTARY POWDERS

Authors: Rusin N.M.¹, Skorentsev A.L.¹, Akimov K.O.¹
Affiliations:
1. Institute of Strength Physics and Materials Science Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 124, No 9 (2023)
Pages: 846-853
Section: СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
URL: https://rjmseer.com/0015-3230/article/view/662997
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023600818
EDN: https://elibrary.ru/DRRECT
ID: 662997

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

Al-40Sn alloy was synthesized by selective laser melting (SLM) of a mixture of elemental powders. In the structure of the alloy, traces of a semi-elliptical melt are observed, the boundaries of the melt regions are decorated with pores and inclusions of tin. The internal structure of melt traces consists of finely crystalline regions with identically oriented columnar Al crystals separated by thin layers of tin. With an increase in laser power, the rate of crystallization of the melt decreases, and the cells of aluminum crystals increase, and with them the thickness of the tin interlayers separating them also increases. The porosity of the alloy decreases slowly with increasing power, and to minimize it, a change in the parameters of the SLM process is required.

Keywords

aluminum alloy, selective laser alloying, structure

References

Буше Н.А., Двоскина В.А., Раков К.М. Подшипники из алюминиевых сплавов. М.: Транспорт, 1974. 256 с.
Mironov A.E., Gershman I.S., Gershman E.I. Influence of tin on the tribotechnical properties of complex antifriction aluminum alloys // J. Frict. Wear. 2018. V. 39. P. 394–399.
Zeng M.Q., Hu R.Z., Song K.Q., Dai L.Y., Lu Z.C. Enhancement of wear properties of ultrafine-structured Al–Sn alloy-embedded Sn nanoparticles through in situ synthesis // Tribol. Lett. 2019. V. 67. P. 84.
Abed E.J. Study of solidification and mechanical properties of Al–Sn casting alloys // Asian Trans. Eng. 2012. V. 2. P. 89–98.
Noskova N.I., Korshunov A.G., Korznikov A.V. Microstructure and tribological properties of Al–Sn, Al–Sn–Pb, and Sn–Sb–Cu alloys subjected to severe plastic deformation // Metal. Sci. Heat Treat. 2008. V. 50. P. 593–599.
Hernandez O., Gonzalez G. Microstructural and mechanical behavior of highly deformed Al–Sn alloys // Mater. Charact. 2008. V. 59. P. 534–541.
Liu X., Zeng M.Q., Ma Y., Zhu M. Wear behavior of Al–Sn alloys with different distribution of Sn dispersoids manipulated by mechanical alloying // Wear. 2008. V. 265. P. 1857–1863.
Harris S.J., McCartney D.G., Horlock A.J., Porrin C. Production of ultrafine microstructure in Al–Sn, Al–Sn–Cu and Al–Sn–Cu–Si alloys for use in tribological application // Mater. Sci. Forum. 2000. V. 331–337. P. 519–526.
Чикова О.А., Вьюхин В.В., Цепелев В.С. Влияние перегрева расплава на литую структуру сплавов Al–Sn // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2021. Т. 27. № 2. С. 40–48.
Русин Н.М., Скоренцев А.Л. Спекание как метод получения прочных композитов Al-Sn с большим содержанием второй фазы // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2017. № 1. С. 20–28.
Rusin N.M., Skorentsev A.L., Kolubaev E.A. Effect of equal channel angular pressing on mechanical and tribological properties of sintered Al–Sn composites // J. Mater. Eng. Perf. 2020. V. 29. P. 1955–1963.
Далакова Н.В., Елекоева К.М., Кашежев А.З., Манукянц А.Р., Прохоренко А.Д., Понежев М.Х., Созаев В.А. Политермы углов смачивания алюминия и алюминий-литиевого сплава расплавами на основе олова // Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 4. С. 60–63.
Gusarov A.V., Grigoriev S.N., Volosova M.A., Melnik Y.A., Laskin A., Kotoban D.V., Okunkova A.A. On productivity of laser additive manufacturing // J. Mat. Process. Technol. 2018. V. 261. P. 213–232.
Дынин Н.В., Заводов А.В., Оглодков М.С., Хасиков Д.В. Влияние параметров процесса селективного лазерного сплавления на структуру алюминиевого сплава системы Al–Si–Mg // Труды ВИАМ. 2017. № 10. С. 3–14.
Зельдович В.И., Хомская И.В., Фролова Н.Ю., Хейфец А.Э., Абдуллина Д.Н., Петухов Е.А., Смирнов Е.Б., Шорохов Е.В., Клёнов А.И., Пильщиков А.А. Структура и механические свойства аустенитной нержавеющей стали, полученной методом селективного лазерного плавления // ФММ. 2021. Т. 122. № 5. С. 527–534.
Базалеева К.О., Цветкова Е.В., Балакирев Э.В. Процессы рекристаллизации аустенитного сплава, полученного методом селективного лазерного плавления // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 5. С. 117–127.
Weingarten C., Buchbinder D., Pirch N., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Formation and reduction of hydrogen porosity during selective laser melting of AlSi10Mg // J. Mater. Process. Technol. 2015. V. 221. P. 112–120.
Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под общ. ред. Лякишева Н.П. Т. 1. М.: Машиностроение, 1996. 992 с.
Стеценко В.Ю. Механизмы процесса кристаллизации металлов и сплавов // Литье и металлургия. 2013. Т. 1. С. 48–54.