Chigileychik, SerhiiTorba, YuriiKulykovskyi, RuslanShyrokobokova, NataliiaChechet, OleksandrЧигілейчик, СергійТорба, ЮрійКуліковський, Руслан АнатолійовичШирокобокова, Наталія ВікторівнаЧечет, Олександр2025-12-182025-12-182024https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25576Chigileychik S. Influence of active gas content in powder on mechanical properties of workpiece blanks produced by plasma additive technologies / S. Chigileychik, Yu. Torba, R. Kulykovskyi, N. Shyrokobokova, O. Chechet // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2024. – № 4. – C. 52-58.EN: Purpose. Analysis of the influence of powder quality (content of active gases) on the level of mechanical properties of workpieces produced by plasma additive technologies. Research methods. Chemical composion of the powders was determined in accordance with regulatory document. The presence of non-metallic inclusions and contaminants in the powders was determined visualy. To quantify the oxygen in the powders, the vacuum extraction method was used in accordance with ДСТУ ISO 4491-4:2016. Oxygen and nitrogen gas analyser TC 500 (company LECO). Before being loaded into the dosing unit, all powders were dried in an oven (temperature - 250°C, for 1 hour). Samples (size 130×70×14 mm) were produced by additive growth by plasma powder surfacing (PPS) on a specialised robotic device STARWELD 190H. The chemical composition of the grown samples was determined by the spectral method using a SPECTROMAX optical emission spectrometer according to standard methods in accordance with ГОСТ19863.1-19863.12. The content of nitrogen and oxygen in the deposited metal was determined in accordance with TC 500 (company LECO). Microstructural analysis were carried out on the samples in the longitudinal and cross directions before and after heat treatment, after etching in a reagent for electrowinning of heat-resistant alloys (Н3РО4 – 800 ml +CrО3 – 100ml). The mechanical properties of the alloy were obtained on standard cylindrical samples according to ГОСТ 1497-84, ГОСТ 1497-84, ГОСТ 10145-81s. Results. The chemical composition of the deposited metal is determined by the chemical composition of the powder. The content of oxygen and nitrogen in the deposited metal is determined by the content of these elements in the powder itself, as well as by the protection of the weld pool with argon. It has been established that in the alloy ЭП-648ВИ when the powder contains nitrogen in the amount of [N] ≥ 0.03 wt. %, or oxygen in [O] ≥ 0.02 wt. % in the deposited metal at a temperature of 1100 °C, a significant decrease in its deformation capacity (ε ≤ 3.8 %) is recorded, which under the influence of thermal stresses leads to the appearance of hot cracks, and as a result, we see a significant decrease in the strength and plasticity in the longitudinal direction. Scientific novelty. The influence of the quality of the alloy ЕП-648ВИ powder on the properties of workpieces obtained using additive technologies has been established. Practical value. The negative effect of the content of active gases on the mechanical properties of the grown workpieces, established in this work, will allow to screen out powder with an unacceptable content of active gases ([N] ≥ 0.03 wt. %, or oxygen in [O] ≥ 0.02 wt. %) at the stage of incoming inspection. UK: Мета роботи. Аналіз впливу якості порошку (вміст активних газів) на рівень механічних властивостей заготовок, отриманих методом плазмових адитивних технологій. Методи дослідження. Хімічний склад порошків визначали у відповідності за нормативними документами: ГОСТ 17745, ОСТ 1 90134, ОСТ 1 90136, ОСТ 1 90137, ОСТ 1 90138. Наявність неметалевих включень і забруднень в порошках визначали шляхом зовнішнього огляду. Для кількісної оцінки кисню у порошках використовували метод вакуумної екстракції у відповідності із ДСТУ ISO 4491-4:2016. Газоаналізатор кисню і азоту TC 500 (фірма LECO). Перед завантаженням у дозатор установки усі порошки пройшли операцію просушування у печі (температура – 250 ºС, впродовж 1 години). Зразки (розмір 130×70×14 мм) були виготовлені адитивним вирощуванням методом плазмової порошкової наплавки (МПН) на спеціалізованій роботизованій установці STARWELD 190H. Хімічний склад вирощених зразків визначали спектральним методом з використанням оптико-емісійного спектрометру SPECTROMAX за стандартними методиками у відповідності з ГОСТ19863.1-19863.12. Вміст азоту та кисню у наплавленому металі визначали у відповідності TC 500 (фирма LECO). Мікроструктурний аналіз проводився на шліфах у повздовжньому та поперечному напрямах до та після термообробки, після травлення у реактиві для електротравлення жароміцних сплавів (Н3РО4 – 800мл+CrО3 – 100мл). Механічні властивості сплаву визначали на стандартних циліндричних зразках по ГОСТ 1497-84, ГОСТ 1497-84, ГОСТ 10145-81. Отримані результати. Хімічний склад наплавленого металу задається хімічним складом порошку. Вміст кисню та азоту у наплавленому металі задається вмістом кисню та азоту у самому порошку, а також захистом при наплавленні зварювальної ванни аргоном. Встановлено, що в сплаві ЭП-648ВИ при вмісті у порошку з азоту у кількості [N] ≥ 0,03 ваг. %, або кисню у [О] ≥ 0,02 ваг. % в наплавленому металі при температурі 1100°С фіксується значне зниження його деформаційної здатності (ε ≤ 3,8 %), що під вливом термічних напруг призводить до появи гарячих тріщин, а як наслідок у поздовжньому напрямі ми бачимо значне падіння міцності та пластичності. Наукова новизна. Встановлено вплив якості порошку сплаву ЕП-648ВИ на властивості заготовок, отриманих за адитивними технологіями. Практична цінність. Встановлений в роботі негативний вплив вмісту активних газів на механічні властивості вирощених заготовок дозволить на стадії вхідного контролю відсіяти порошок з неприпустимім вмістом активних газів ([N] ≥ 0,03 ваг. %, або кисню у [О] ≥ 0,02 ваг. % ).enadditive technologiesplasma surfacingmechanical propitiesaircraft enginesgrowingадитивні технологіїплазмове наплавленнямеханічні властивостіавіаційні двигунивирощуванняArticle