Остаточные напряжения III рода в аддитивно-изготовленном сплаве AlSi10Mg и их влияние на механическое поведение

Коллективом сотрудников лаборатории механики структурно-неоднородных сред численно исследовано влияние термоциклирования при лазерном сплавлении в порошковом слое на эволюцию остаточных напряжений III рода и микромеханическое поведение сплава AlSi₁₀Mg. На основе экспериментальных данных построены конечно-элементные модели субзеренной ячеисто-дендритной структуры со непрерывной и прерывистой эвтектической сетью. Стенки ячеек, образующие непрерывную эвтектическую сеть, создают на ~40% более высокие остаточные напряжения при равномерном распределении пластической деформации, тогда как прерывистый эвтектический каркас приводит к выраженной локализации пластической деформации между частицами кремния. Моделирование растяжения показало, что накопленная при термоциклировании деформация повышает напряжение течения и снижает пластичность. Полученные результаты объясняют анизотропию механических свойств аддитивно-изготовленного сплава AlSi10Mg и подтверждают определяющую роль субзеренной микроструктуры в деформационном поведении.

Результаты исследований опубликованы в журнале Journal of Applied and Computational Mechanics (Q2, IF 3.5).


На рисунке - поля интенсивности пластической деформации аддитивно-изготовленного сплава AlSi₁₀Mg с прерывистой (a, c) и сплошной (b, d) кремниевой сетью после охлаждения от 350°C до 280°C (a, c) и от 280°C (c, d) до комнатной температуры.


Dymnich E, Romanova V, Shakhidzhanov V, Balokhonov V, Borodina A, Balokhonov R. Thermal-Induced Intragranular Residual Stresses in LPBF AlSi10Mg and Their Impact on Mechanical Response, J. Appl. Comput. Mech., 2026. doi: 10.22055/jacm.2026.49339.5910