Влияние условий локальной металлургии на направленную кристаллизацию жаропрочного никелевого сплава в процессе проволочного электронно-лучевого аддитивного формования

В настоящем исследовании было установлено: - макроструктура материала аддитивных изделий удвоенной и утроенной высоты (относительно ранее формируемых аддитивных изделий) представлена однонаправленными колониями дендритов. Колонии дендритов простираются от переходного слоя у подложки до финального слоя в каждом из изделий и наклонены в направлении 3D печати. Очевидно, что направленный рост дендритов обусловлен эпитаксиальным механизмом кристаллизации; - направленная структура типа [001] представлена совокупностью колоний дендритов, при этом разориентировки колоний дендритов относительно друг друга, не превышают 10; - на расстояниях от подложки 5 мм и более, вплоть до финального слоя, макро- и микроструктура материала аддитивных изделий удвоенной и утроенной высот выглядит монотонно изменяющейся в части увеличения размеров структурных элементов в виде колоний дендритов и составляющих их дендритов; - тонкая структура аддитивных изделий представляет собой нано- и субмикро размерные выделения упрочняющей -фазы кубоидной морфологии с прослойками между ними из -фазы (твердого раствора на основе никеля). Размеры кубоидов -фазы составляют 70-200 нм. По мере увеличения расстояния от подложки средние размеры кубоидов возрастают. При этом увеличение средних размеров кубоидов имеет монотонный характер с экстремумом. Экстремальная зависимость размера выделений -фазы по высоте изделия обусловлена сочетанием заданного монотонного уменьшения тепловложения и накопления тепла в материале изделия по мере его формирования; - в материале изделия всех размерностей наблюдается незначительное понижение содержания алюминия относительно допустимого марочного состава. Пониженное содержание алюминия обусловлено селективным испарением этого легкоплавкого элемента в процессе вакуумного передела; - условный предел текучести и предел прочности материала аддитивных изделий с направленной структурой при комнатной и повышенной (900C) температуре сопоставимы или превосходят для сплава ЖС32 в монокристаллическом состоянии. Результаты настоящей НИР могут быть использованы при отработке аддитивной технологии формирования деталей горячих трактов газотурбинных установок из жаропрочных сплавов с направленной структурой.