Механизмы in-situ управления структурно-фазовым состоянием сплавов в процессе электронно-лучевой аддитивной проволочной технологии

В течение первого года выполнения проекта было запланировано изготовление и исследование полиметаллических изделий на основе компонентов с неограниченной растворимостью из бронзы БрАМц9-2 и никелевого сплава Udimet 500. Образцы с композитной структурой в соответствии с планом были получены путем двухпроволочной электронно-лучевой печати с управляемой интенсивностью подачи филаментов. В процессе исследований была отработана методика введения филаментов с различной температурой плавления в зону печати, основанная на различных особенностях процесса плавления и переноса металла при проволочном электронно-лучевом аддитивном производстве. Образцы на основе бронзы БрАМц9-2 получали путем внедрения от 5 до 25% никелевого сплава в ванну расплава бронзы. Для улучшения процесса смешивания компонентов в ванне расплава проволока никелевого сплава подавалась ниже проволоки бронзы. Прочностные свойства материала значительно возрастают при увеличении содержания никелевого сплава вплоть до 25%, но трибологические характеристики композитов являются максимальными при введении 10-15% никелевого сплава, а при введении 25% снижаются. Изменения прочностных свойств материалов происходят в результате образования специфического структурно-фазового состава. В композитах формируются помимо интерметаллидов и карбидов также и сложносоставные частицы с ядром из карбидов хрома или молибдена и интерметаллидной оболочкой. Частицы интерметаллидов могут локализовываться как по границам зерен, так и внутри них. Форма частиц преимущественно равноосная или глобулярная. При небольшом содержании никеля частицы в основном образуются между ламелей. С увеличением содержания никелевого сплава до 10% происходит образование ячеистого распределения частиц упрочняющих фаз. При содержании 15% никеля распределение частиц вторичных фаз имеет равномерный характер, а при 25% никелевого сплава начинают образовываться крупные частицы никелевого сплава в матрице и возрастает неоднородность распределения компонентов.