Лазерное аддитивное производство стали 42CrMo: преодоление трещинообразования и напряжений для высокопрочных применений.

Laser Powder Bed Fusion (LPBF) 3D printing machine fabricating a large 42CrMo steel gear with a blue laser beam.

Table of Contents

Опубликовано: 24 июля 2026 г. | Последнее обновление: Июль 2026 г.

Автор: Феликс Лигенеральный директор компании Forgecise

Научный консультант и технический консультант: Доктор Линьчжи Ван, доцент Чунцинского института зеленых и интеллектуальных технологий Китайской академии наук (CIGIT, CAS).

Время чтения: 12 мин | Темы: Аддитивное производство, металлургия, порошковая порошковая металлургия, сталь 42CrMo / AISI 4140, материаловедение

Прямой ответ руководителя

Что вызывает растрескивание стали 42CrMo во время лазерной 3D-печати?

В процессе лазерной порошковой наплавки (LPBF) сталь 42CrMo (AISI 4140) трескается, поскольку высокие скорости охлаждения (10⁵–10⁶ К/с) приводят к образованию твердого, хрупкого мартенсита (удлинение < 5%). Это в сочетании с увеличением объема примерно на 4% во время фазового перехода (CE ≈ 0,8–0,9%) и термическим повреждением между слоями создает внутреннее растягивающее напряжение, которое разрывает металл.

Как была решена эта проблема с растрескиванием?

Группа доктора Линьчжи Вана в CIGIT, CAS, скорректировала химический состав сплава (настроила соотношение Mo/V) для снижения температуры начала мартенситного превращения (M_s). Это запускает пластичность, индуцированную фазовым превращением (TRIP), которая использует рост фаз для противодействия напряжению термического сжатия. После термообработки детали достигают предела прочности на растяжение (UTS) ≥ 1200 МПа, относительного удлинения ≥ 15% и ударной вязкости по Шарпи с U-образным надрезом ≥ 86 Дж.

1. Введение: Сталь 42CrMo в тяжелой промышленности

В суровых условиях эксплуатации критически важные детали машин выполняют функцию несущих элементов конструкции. Они должны выдерживать большие нагрузки, высокое давление, сильную коррозию и непрерывный износ.

42CrMo (эквивалентно AISI 4140 или SCM440Это среднеуглеродистая низколегированная конструкционная сталь, известная в промышленности как конструкционное железо и кость (工业筋骨). Благодаря сбалансированному сочетанию глубокой закаливаемости, прочности на растяжение и усталостной прочности она является стандартным материалом для тяжелых деталей в нефтедобыче, глубоководных буровых установках, тяжелой технике и автомобильных системах.

       [ Modern Industry Requirements ]
       - Complex internal cooling lines
       - On-demand spare parts supply
       - Lightweight, optimized structural parts
                      │
                      ▼
     [ Traditional Machining Limits ]
       - High raw material waste
       - Inability to drill 3D internal channels
       - Long wait times for forged blanks
                      │
                      ▼
  [ Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Solution ]
                      │
                      ▼
       ⚠️ THE CRACKING & STRESS PROBLEM ⚠️
   • High Thermal Gradients (10⁵–10⁶ K/m)
   • Brittle High-Carbon Martensite
   • ~4% Phase Growth + Thermal Contraction

По мере того, как промышленное оборудование все больше ориентируется на интегрированные, облегченные конструкции, традиционные методы механической обработки достигают своих физических пределов. Хотя 3D-печать методом лазерного спекания порошка (LPBF) обеспечивает свободу проектирования, сталь 42CrMo сталкивается с серьезными проблемами, связанными с внутренними напряжениями, что приводит к деформации деталей, трещинам в углах и неравномерности внутренней структуры.

В этой статье подробно рассматриваются физические причины разрушения деталей в процессе LPBF-обработки стали 42CrMo и объясняются решения по сплавам, разработанные командой доктора Линьчжи Вана. Чунцинский институт зеленых и интеллектуальных технологий, Китайская академия наук (CIGIT, CAS).

2. Характеристики материала: химический состав и базовые свойства.

Полезные свойства стали 42CrMo обусловлены её составом, обеспечивающим высокую прочность после закалки и отпуска.

2.1 Химический состав

ЭлементСодержание (масс.%)Роль в производстве стали 42CrMo
Углерод ($C$)0,38 — 0,45 %Определяет базовую прочность матрицы, твердость и износостойкость после мартенситного превращения.
Хром ($Cr$)0,90 — 1,20 %Повышает закаливаемость, образует карбиды и улучшает стойкость к окислению.
Молибден ($Мо$)0,15 — 0,25 %Предотвращает хрупкость при отпуске, поддерживает прочность при высоких температурах и взаимодействует с хромом, замедляя образование феррита/перлита.
Марганец ($Мн$)0,50 — 0,80 %Раскисляет металл; повышает прочность и закаливаемость.
Кремний ($Si$)0,17 — 0,37 %Раскисляет сталь и упрочняет матрицу за счет образования твердого раствора.
Железо ($Фе$)БалансМатрица из неблагородного металла.

2.2 Базовые механические характеристики

  1. Высокая прочность и ударная вязкость:Стандартная закалка и высокотемпературный отпуск (закалка и отпуск / Q&T) придают стали 42CrMo предел текучести $YS \ge 930\text{ МПа}$ и предел прочности на растяжение $UTS \ge 1080\text{ МПа}$, сохраняя при этом хорошую пластичность и ударопрочность.
  2. Глубокая закаливаемость:Хром и молибден сдвигают кривую непрерывного охлаждающего превращения (НХП) вправо, подавляя образование перлита и феррита. Это приводит к формированию однородной мартенситной структуры по всей толщине металлического сечения.
  3. Предсказуемая тепловая деформация:В отличие от обычных углеродистых сталей, сталь 42CrMo претерпевает предсказуемые изменения объема в процессе термообработки, что позволяет точно контролировать размеры.

2.3 Типичные способы использования в полевых условиях

Сталь 42CrMo является стандартной для деталей, подверженных переменным механическим нагрузкам:

  • Железнодорожный транспорт: Шестерни привода локомотива и массивные трансмиссионные валы.
  • Энергетическое оборудование: Шестерни нагнетателя, резьбовые шпильки турбины, инструментальные соединения бурильных труб и клапаны коллектора высокого давления.
  • Морские и подводные работы: Морские стояковые соединители и инструменты для глубоководного бурения.

3. Физические причины образования трещин в стали 42CrMo, полученной методом порошковой металлургии (LPBF).

В процессе LPBF лазер расплавляет тонкие слои мелкодисперсного металлического порошка (20–60 мкм). Быстрая передача тепла на рабочую платформу создает скорость охлаждения 10⁵–10⁶ К/с и температурные градиенты 10⁵–10⁶ К/м.

В случае среднеуглеродистых сталей эти экстремальные термические циклы создают три взаимосвязанные физические проблемы, вызывающие растрескивание.

       [ LPBF Laser Thermal Cycles ]
       Cooling Rate:     10⁵ – 10⁶ K/s
       Thermal Gradient: 10⁵ – 10⁶ K/m
                     │
                     ▼
  ┌─────────────────────────────────────────────────┐
  │  THREE COUPLED FAULT MECHANISMS                 │
  ├─────────────────────────────────────────────────┤
  │ 1. High-Carbon Martensite Embrittlement        │
  │    (Hard, untempered lath + twin, Elong < 5%)   │
  │                                                 │
  │ 2. Phase Expansion Stress                       │
  │    (CE ≈ 0.8–0.9%, ~4% γ→α volume growth)      │
  │                                                 │
  │ 3. Interlayer Heat Accumulation                 │
  │    (Cyclic reheating, local strain build-up)    │
  └─────────────────────────────────────────────────┘
                     │
                     ▼
         [ PART WARPING & COLD CRACKING ]

3.1 Проблема 1: Охрупчивание высокоуглеродистого мартенсита

При скоростях охлаждения $10^5 — 10^6\text{ K/s}$ углерод удерживается внутри гранецентрированной кубической ($\gamma$-аустенитной) решетки, что приводит к переходу в пересыщенный объемноцентрированный тетрагональный ($BCT$) мартенсит, состоящий из пластинчатых и двойниковых структур.

  • Результат: Полученный методом 3D-печати металл достигает высокой твердости (≥ 55–60 HRC), но низкой пластичности, при этом общее удлинение падает ниже 5%. Внутренние термические напряжения легко приводят к образованию микротрещин вдоль границ зерен.

3.2 Задача 2: Рост объема при фазовом переходе

Углеродный эквивалент (CE) стали 42CrMo составляет примерно 0,8–0,9%: CE = C + Mn + Cr + Mo + V + Ni + Cu¹⁵

  • Результат: Когда температура расплавленной ванны превышает температуру начала мартенситного превращения ($M_s$), фазовый переход из гранецентрированной кубической ($\gamma$) в объемноцентрированную тетрагональную ($\alpha$) структуру создает изотропную структуру. объемное расширение примерно 4%$. Когда это расширение давит на сжимающуюся холодную матрицу поблизости, локальное растягивающее напряжение разрушает хрупкий мартенсит, вызывая холодные трещины.

3.3 Проблема 3: Тепловое повреждение между нанесенными слоями

При послойной печати ранее затвердевшие слои повторно нагреваются каждый раз, когда лазер проходит над ними.

  • Результат: Зона термического воздействия (ЗТВ) подвергается повторяющимся циклам отпуска и повторной аустенитизации. Это приводит к локальному накоплению деформаций, сегрегации элементов и термической усталости, вызывая расслоение слоев вдоль оси Z.

3.4 Краткое описание механических неисправностей

Разрушение стали 42CrMo, полученной методом LPBF, обусловлено сочетанием трех факторов: $$\text{Разрушение при LPBF} = \text{Накопление остаточных напряжений} \otimes \text{Охрупчивание мартенсита} \otimes \text{Термическая усталость в зоне термического влияния}$$

Для предотвращения образования трещин необходима конструкция сплава, которая позволяет контролировать остаточные напряжения. в течение печать с сохранением высокой конечной прочности после термообработки.

4. Инженерные решения, разработанные CIGIT, CAS.

Для предотвращения растрескивания команда доктора Линьчжи Вана из Чунцинского института зеленых и интеллектуальных технологий Китайской академии наук (CIGIT, CAS) разработала специальный состав порошка 42CrMo для процесса LPBF и метод его обработки.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|               CAS CIGIT LPBF 42CrMo Technical Strategy                            |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  [1. Micro-Alloying (Mo/V Balance)]                                               |
|      └── Lowers Ms temperature ➔ Triggers TRIP Effect ➔ Cancels Tensile Stress     |
|                                                                                   |
|  [2. Tailored Post-Heat Treatment]                                                |
|      └── Tempered Lath Martensite ➔ UTS ≥ 1200 MPa, Elongation ≥ 15%, Charpy ≥ 86J |
|                                                                                   |
|  [3. Process & Geometry Adaptation]                                               |
|      └── Removes Local Stress Peaks ➔ Enables Crack-Free Complex Parts            |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

4.1 Решение 1: Баланс напряжений посредством микролегирования и эффекта TRIP

Вместо использования высокотемпературного предварительного нагрева слоя (что увеличивает стоимость оборудования и окисление порошка), команда CAS скорректировала основные физические принципы фазового перехода металла.

  • Микролегирование: Путем регулирования содержания молибдена ($Mo$), ванадия ($V$) и микроэлементов команда смогла снизить температуру начала мартенситного превращения ($M_s$) до контролируемого диапазона.
  • Активация эффекта TRIP: Понижение точки $M_s$ приводит к тому, что фазовый переход ($\gamma \rightarrow \alpha$) происходит при температурах, где пластичность, индуцированная фазовым превращением (TRIP), снижает внутренние напряжения. Положительное расширение при фазовом переходе компенсирует отрицательное термическое сжатие, снижая растягивающее напряжение и предотвращая образование трещин без потери плотности.

4.2 Решение 2: Сочетание прочности и ударной вязкости

Стандартная сталь, изготовленная методом 3D-печати, часто жертвует прочностью ради ударной вязкости. Команда CAS разработала график термической обработки после печати (параметры закалки и отпуска, соответствующие структурам, полученным методом LPBF).

Данные о производительности

Штат / МетрикаПредел текучести ($YS$)Предел прочности на разрыв (Ultimate Tensile Precision, $UTS$)Удлинение ($\delta$)Шлифовка по методу Шарпи с U-образным надрезом ($A_k$)Микроструктура
Традиционный Q&T 42CrMo стандарт$\ge 930\text{ МПа}$$\ge 1080\text{ MPa}$$\ge 12\%$$\ge 63\text{ J}$Закаленный сорбит
Стандартная LPBF-печать, 42CrMoНестабильный$\approx 1100 — 1300\text{ МПа}$$< 5\%$ (Хрупкий)< 15\text{ J}$Хрупкий высокоуглеродистый мартенсит + микротрещины
Оптимизированная для процесса CAS LPBF сталь 42CrMo (после термообработки)$\ge 1050\text{ МПа}$$\ge 1200\text{ MPa}$$\ge 15\%$$\ge 86\text{ J}$Мелкодисперсный закаленный пластинчатый мартенсит + диспергированные карбиды

Обработанная после термической обработки сталь CAS 42CrMo превосходит традиционные стандарты кованой стали по прочности на растяжение, удлинению и ударной вязкости.

4.3 Решение 3: Адаптируемость процесса

Благодаря снижению внутренних напряжений, модифицированный сплав обеспечивает надежную печать в широком диапазоне параметров станка. Сложные детали печатаются с меньшим количеством опорных конструкций, минимальной деформацией и повторяемыми размерами для серийного производства.

4.4 Поддержка исследований сплавов

Группа доктора Линьчжи Вана использовала несколько инструментов проектирования материалов и исследования сплавов для создания этого решения:

                  [ High-Throughput Calculation Alloy Design (HTCM) ]
                                          │
        ┌─────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┐
        ▼                                 ▼                                 ▼
[ High-Strength Steels ]       [ Superalloys & Light Alloys ]     [ Advanced Hardware ]
• 30CrMnSiA stress release      • GH3230 Carbide Shifts           • Dual-Wavelength Laser
  via Retained Austenite &        (M₂₃C₆ ➔ M₆C) for high-temp       Additive Manufacturing
  TRIP Effect                     strength                        • LPBF Parameter Optimization
  (Eng. Fail. Anal., 2026)        (Mat. Today Comm., 2025)          Framework
                                • Al-Mg-Sc-Zr Isotropic 480 MPa     (Virt. Phys. Prototyp., 2026)
                                  Alloy (J. Mat. Res. Tech., 2025)

  1. Высокопрочная сталь для снятия внутренних напряжений (30CrMnSiA): Исследование направлено на снятие внутренних напряжений за счет фазовых сдвигов остаточного аустенита (эффект TRIP) для повышения прочности, пластичности и усталостной долговечности.Анализ отказов в инженерных системах, 2026).
  2. Высокотемпературные суперсплавы (GH3230): Проанализированы сдвиги карбидов ($M_{23}C_6 \rightarrow M_6C$) для повышения характеристик ползучести при высоких температурах (Materials Today Communications, 2025).
  3. Изотропные легкие сплавы (Al-Mg-Sc-Zr): Достигнута почти изотропная прочность на растяжение в 480 МПа в алюминии, полученном методом 3D-печати, с использованием измельчения зерен.Журнал исследований материалов и технологий, 2025).
  4. Передовые платформы аддитивного производства: Созданный Двухволновое лазерное аддитивное производство методы и Высокопроизводительная вычислительная платформа для проектирования сплавов (HTCM) для оптимизации состава сплава (Виртуальное и физическое прототипирование, 2026).

5. Промышленное применение и ценность на местах

Печать бездефектной стали 42CrMo открывает практические возможности в ряде отраслей тяжелого машиностроения.

                          [ LPBF 42CrMo Primary Uses ]
                                       │
         ┌─────────────────────────────┼─────────────────────────────┐
         ▼                             ▼                             ▼
  [ Oil & Gas ]                 [ Automotive ]                [ Tooling & Molds ]
  • High-Pressure Valves        • High-Torque Gears           • Conformal Cooling Molds
  • Downhole Drilling Tools     • Suspension Knuckles         • Die-Casting Inserts
  • NACE MR0175 Compliance      • Topology-Optimized Parts    • High-Wear Core Pins

5.1 Нефтегазовый сектор

  • Корпуса клапанов высокого давления и скважинное оборудование: Технология LPBF позволяет печатать цельные корпуса клапанов с использованием внутренние 3D-охлаждающие и потоковые линии, что позволяет устранить дефекты, связанные с усадкой при литье, и утечки жидкости из просверленных поперечных отверстий.
  • Соответствие требованиям по обращению с сероводородом: Проверено на соответствие NACE MR0175/ISO 15156 стандарты стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением, вызванному сероводородом (H₂S), в скважинах, работающих в кислых средах.
  • Производство по запросу: Цифровые инвентарные файлы позволяют печатать детали по запросу, сокращая сроки выполнения заказов с месяцев до дней.

5.2 Автомобильная инженерия

  • Шестерни с высоким крутящим моментом и поворотные кулаки подвески: Позволяет создавать полые, оптимизированные по топологии конструкционные детали, которые снижают вес компонентов, сохраняя при этом пределы усталостной прочности.
  • Безопасность при ударе: Высокая ударопрочность (≥ 86 Дж) защищает конструктивные элементы шасси от внезапных ударных нагрузок.

5.3 Пресс-формы и оснастка

  • Формы для конформного охлаждения: Сверленые линии охлаждения оставляют горячие точки в сложных стержнях пресс-форм. Пресс-формы из стали 42CrMo, изготовленные методом LPBF, имеют линии подачи жидкости, которые точно повторяют трехмерную кривизну полости пресс-формы.
  • Экономия на производстве: Сокращает циклы охлаждения при литье пластмасс на 20–40%, уменьшает деформацию деталей и продлевает срок службы инструмента.

6. Профиль исследователя: доктор Линчжи Ван (CIGIT, CAS)

Данное исследование сплавов проводилось под руководством… Доктор Линчжи Ван и его исследовательской группы в Чунцинский институт зеленых и интеллектуальных технологий, Китайская академия наук (CIGIT, CAS).

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                         RESEARCH PROFILE: DR. LINZHI WANG                         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| • Ph.D., Associate Professor & Doctoral Supervisor at CIGIT, CAS                  |
| • Vice Director, Chongqing 3D Printing Application Eng. Tech. Research Center     |
| • Expert Committee Member, National AM Standardization Technical Committee        |
| • Youth Expert Member, China Additive Manufacturing Industry Alliance             |
| • Council Member, Chongqing Association of Young Scientists and Tech Workers      |
| • Adjunct Professor, Weiqiao GuoKe Institute of Advanced Technology               |
| • Member, Youth Innovation Promotion Association, Chinese Academy of Sciences     |
| • Visiting Scholar, Tsinghua University (2022–2023)                               |
| • Vice GM (Temp.), Equipment Mgmt Dept, Sinopec Material & Equipment Corp (2025)  |
| • Chongqing "Jinyun Elite" Innovative Young Talent & Govt Procurement Expert      |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

6.1 Роли и академические назначения

  • Академические роли: Доцент и научный руководитель докторантов в CIGIT, Китайская академия наук; член Ассоциации содействия молодежным инновациям Китайской академии наук; приглашенный исследователь в Университете Цинхуа (2022–2023).
  • Назначение представителя отрасли: Заместитель генерального директора отдела управления оборудованием (отдел закупок и оперативного управления) в Sinopec Material & Equipment Corporation (Временное назначение на 2025 год).
  • Консультативная и стандартизационная работа: Член экспертной группы Национального технического комитета по стандартизации аддитивного производства; член молодежного комитета Китайского альянса предприятий аддитивного производства; технический исследователь в Бюро интеллектуальной собственности города Чунцин; эксперт по локализации основного оборудования в группе компаний Sinopec; почетный советник издательства Singapore Sync Publishing; старший член Китайского общества материаловедения (C-MRS), Китайского общества металлов (CSM) и Китайского общества машиностроения (CMES).

6.2 Ключевые академические достижения

  • Исследовательские проекты: Главный исследователь (ГИ) для 23 национальных и провинциальных проектаВключая гранты Национального фонда естественных наук Китая (NSFC), провинциальные научно-исследовательские проекты и передачу промышленных технологий. Технический вклад в 15 крупных национальных ключевых исследовательских проектов.
  • Публикации и книги: Автор 52 рецензируемых статьи в журналах, индексируемых в SCI. в научных журналах (включая множество статей, получивших высокую оценку ESI). Ведущий редактор 3 научные книги, включая «Лазерное аддитивное производство трудносвариваемых суперсплавов».
  • Патенты: Подано 35 национальных патентов на изобретения, с 26 предоставлено. Технологии активно лицензируются в нефтедобывающей и производственной отраслях.
  • Награды и стандарты:
    • Ведущий автор 1 Национальный стандарт для тестирования сферических металлических порошков в 3D-печати.
    • Участник проекта 2. Отраслевые стандарты Sinopec.
    • Победитель Премия Чунцина за достижения в области науки и техники.
    • Разработчик «Ремонт и восстановление лопаток турбин» проект, отобранный для Министерство промышленности и информационных технологий (МИИТ) представило первую партию типовых сценариев применения аддитивных технологий..
    • Победитель первого приза на 1-й Чунцинский молодежный фестиваль научно-технических талантов (представлено в Чунцинская научно-техническая ежедневная газета).

7. Перспективы на будущее и изменения в отрасли

Работа группы доктора Линьчжи Вана переводит аддитивное производство стали 42CrMo с метода проб и ошибок на физически обоснованную разработку сплавов. Сочетание контроля напряжений при микролегировании, динамики TRIP-фаз и целенаправленной термообработки позволяет печатать среднеуглеродистые низколегированные стали без растрескивания, превосходя при этом традиционные стандарты прочности при ковке.

Сочетание Двухволновой лазер AM, Проектирование сплавов с высокой производительностью (HTCM)а специализированная порошковая химия создает единую производственную модель: Интеграция формования-свойства-срока службы (成形-成性-成寿一体化) для оборудования, работающего в условиях высоких нагрузок и в сложных условиях.

8. Часто задаваемые вопросы

Почему сталь 42CrMo (AISI 4140) трескается во время лазерной 3D-печати?

В процессе лазерной порошковой наплавки (LPBF) сталь 42CrMo трескается, поскольку быстрое охлаждение (10⁵ — 10⁶ К/с) приводит к образованию твердого, хрупкого высокоуглеродистого мартенсита. Одновременно фазовый переход из аустенита в мартенсит вызывает расширение объема примерно на 4% (CE ≈ 0,8–0,9%), которое в сочетании с термическим сжатием приводит к разрыву незакаленного металла.

{
  "@context": "https://schema.org",
  "@type": "FAQPage",
  "mainEntity": [
    {
      "@type": "Question",
      "name": "Why is 42CrMo (AISI 4140) prone to cracking during laser 3D printing?",
      "acceptedAnswer": {
        "@type": "Answer",
        "text": "42CrMo steel cracks in LPBF due to rapid cooling rates (10^5 to 10^6 K/s) forming brittle high-carbon martensite combined with a ~4% phase transformation volume expansion (CE ≈ 0.8-0.9%) and accumulated thermal strain between layers."
      }
    },
    {
      "@type": "Question",
      "name": "How does micro-alloying prevent residual stress in LPBF 42CrMo?",
      "acceptedAnswer": {
        "@type": "Answer",
        "text": "Tuning elements like Molybdenum (Mo) and Vanadium (V) lowers the Martensite Start (Ms) temperature, triggering Transformation-Induced Plasticity (TRIP) to offset thermal contraction stress and stop cold cracks."
      }
    },
    {
      "@type": "Question",
      "name": "What mechanical properties can LPBF 42CrMo achieve after heat treatment?",
      "acceptedAnswer": {
        "@type": "Answer",
        "text": "After optimized post-heat treatment, LPBF 42CrMo achieves Ultimate Tensile Strength ≥ 1200 MPa, Elongation ≥ 15%, and Charpy U-notch Impact Energy ≥ 86 J."
      }
    },
    {
      "@type": "Question",
      "name": "How can industry partners contact the research team for technical collaboration?",
      "acceptedAnswer": {
        "@type": "Answer",
        "text": "Contact Dr. Linzhi Wang at the Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences (CIGIT, CAS) via Email: wlz@cigit.ac.cn or Phone: +86-023-65935573."
      }
    }
  ]
}

Как микролегирование предотвращает остаточные напряжения в стали 42CrMo, полученной методом лазерной порошковой наплавки?

Добавление таких элементов, как молибден ($Mo$) и ванадий ($V$), снижает температуру начала мартенситного превращения ($M_s$). Это запускает пластичность, индуцированную фазовым превращением (TRIP), используя объемное расширение при фазовом переходе для компенсации термического сжатия и предотвращения образования холодных трещин во время затвердевания.

Какие механические свойства приобретает сталь LPBF 42CrMo после термообработки?

Благодаря оптимизированной термообработке CAS, 3D-печатная сталь 42CrMo достигает следующих характеристик:

  • Предел прочности на растяжение ($UTS$): $\ge 1200\text{ MPa}$
  • Предел текучести ($YS$): $\ge 1050\text{ МПа}$
  • Удлинение ($\delta$): $\ge 15\%$
  • Энергия удара по методу Шарпи U (Charpy U-Notch Impact Energy)$A_k$): $\ge 86\text{ J}$