III.23.2.11. Микро- и макроархитектоника мультиметаллических материалов, полученных с использованием электронно-лучевой проволочной аддитивной технологии

Объектом исследования являются получаемые методом электронно-лучевого проволочного аддитивного производства (ЭЛАП) алюминиевые и титановые сплавы, алюминиевые бронзы, жаропрочные никелевые сплавы, двухкомпонентные материалы медь-алюминий, медь - коррозионностойкая сталь. Целью работы является разработка на основе подхода нестационарной локальной металлургии научных основ управления свойствами изготавливаемых методом ЭЛАП моно- и полиметаллических материалов за счет воздействия на процессы кристаллизации, структурообразования и перемешивания разнородных компонентов. Выявлено, что методами нестационарной локальной металлургии возможно формирование композиционных слоистых материалов на основе систем Cu-Ni, Cu-Al и Cu-Fe с повышенными прочностными и трибологическими свойствами путем непосредственного регулирования состава при изготовлении изделия. Показано, что модификацией материалов полиметаллической системы Cu-Fe, полученных при ЭЛАП, методом фрикционной перемешивающей обработки, возможно повышение микротвердости и износостойкости поверхностных слоев. Исследованы закономерности направленной кристаллизации жаропрочного сплава ЖС6У, с целью оптимизации технологического порцесса была исследована анизотропия механических свойств полученной дендитной структуры, фазовый состав и влияние подложки. На примере жаропрочного сплава Udimet-500 были проведены исследования влияния ультразвуковых колебаний на геометрию получаемых с помощью ЭЛАП образцов и изделий. Проведены исследования влияния тепловых условий и масштабного фактора на ЭЛАП формирование стенок из титанового сплава ВТ6. Быстрый отвод тепла способствует уменьшению толщины пластин α-фазы вблизи подложки. При медленном теплоотводе в образцах появляются дефекты в виде сферических пор разного размера. Аддитивным способом получены функционально градиентные материалы, сочетающие коррозионную стойкость малолегированных алюминиевых сплавов с высокой прочностью высоколегированных. Сочетание попрошковой и проволочной ЭЛАП технологий позволило получить композиционнные материалы на основе алюминиевой бронзы с добавлением никеля и карбида вольфрама.