Работы автора

Функционально-градиентные материалы (ФГМ) - это перспективные материалы, характеризующиеся постепенными переходами либо в составе, либо в микроструктуре, либо в плотности. Для расширения потенциала данных материалов можно использовать аддитивное производство при их изготовлении. Анализ существующих исследований ФГМ, полученных методом селективного лазерного плавления (СЛП), показывает, что слабо представлены исследования влияния изменения количества частиц на структуру и свойства. Исследования композитных ФГМ с большим количеством армирующих частиц, особенно с использованием оборудования с высоким подогревом, ограничены. Целью данной работы является проведение исследований композитных образцов ВЖ159 + WC, составы которых могут быть использованы для изготовления ФГМ методом СЛП. Для решения поставленной цели были проведены исследования дефектов, микроструктуры, химического и фазового составов, а также твердости в композитных образцах. Важным аспектом данной работы является исследование возможности получения ФГМ из металлов с большим содержанием армирующих частиц с использованием высокотемпературного подогрева методом СЛП. Было получено, что после изготовления композитных образцов методом СЛП в них видны нерастворенные частицы WC и поры в гранулах данного материала, отсутствуют другие дефекты. При увеличении содержания WC в композитных материалах происходит изменение микроструктуры - увеличение количества дендритов WC в матрице композита. В образцах ВЖ159 + 20% WC в матрице уже наблюдается некоторое количество W, который мог туда попасть из распавшихся гранул WC. Установлено, что при увеличении количества WC в композитных образцах микротвердость матрицы возрастает и достигает 1122,9 HV при 80% WC.

Целью данной работы была разработка технологии изготовления мультиматериальных образцов системы ВЖ159/БрХЦрТ В методом селективного лазерного плавления с изменением химического состава в трех направлениях. Проводились исследования микроструктуры с помощью оптического микроскопа, для анализа химического состава использовали сканирующий электронный микроскоп, фазовый состав оценивался на рентгеновском дифрактометре. Также проводились механические испытания на универсальных испытательных машинах. Было получено, что микроструктура зоны сплава БрХЦрТ В представляет собой столбчатые зерна с эпитаксиальным ростом по направлению изготовления образца. Между двумя сплавами имеется переходная зона, в которой происходит смешение сплавов. Она имеет усредненный химический состав, в ней не образуется новых фаз и наблюдаются пики, соответствующие фазам для обоих сплавов. Существование переходной зоны продолжается вплоть до нанесения и сплавления шестого слоя сплава БрХЦрТ В на сплаве ВЖ159 (примерно 300 мкм). Мультиматериальный образец в испытаниях на растяжение показал большие чем в два раза значения (430 МПа против 203 МПа), но не превзошел показатели для ВЖ159 (1202 МПа). Относительное удлинение при растяжении и сжатии мультиматериального образца было меньше, чем у ВЖ159, БрХЦрТ В и Inconel 718. Анализ мультиматериальных образцов с изменением химического состава в трех направлениях показал, что наличие зоны смешения сплавов в одном слое печати величиной 350-400 мкм будет достаточно для устранения дефектов. Материалы статьи были представлены на Международной научно-практической конференции «Перспективные машиностроительные технологии (Advanced Engineering Technologies) AET 2024», проходившей в Санкт-Петербурге 13-17 мая 2024 года.