Experimental Study of the Defect Layer on Workpieces, grown by the DMD method

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 8 ТЕХНОЛОГИЯ ектированием эффективных технологических процессов выращивания заготовок необходимо обладать достаточными и достоверными дан - ными , описывающими характер поверхностно - го слоя заготовок , полученных таким методом . Важно располагать сведениями о величине ше - роховатости , глубине залегания и величине де - фектного слоя . Таким образом , целью настоящей работы является экспериментальное исследование ве - личины дефектного слоя в приповерхностных слоях генеративных заготовок из Стеллита 6 и бронзы БрАЖ 10, выращенных DMD- методом , посредством микроструктурных методов . Для достижения поставленной цели необхо - димо решить следующие задачи : 1) изготовить микрошлифы исследуемых об - разцов ; 2) исследовать микроструктуру наплавлен - ного слоя ; 3) определить химический состав наплавлен - ного материала и материалов , образовавшихся в зоне наплавления ; 4) выполнить исследование микротвердости наплавленного слоя ; 5) определить размеры составляющих де - фектного слоя для исследуемых образцов . Методика исследований Выращенные образцы из порошков мате - риалов БрАЖ 10 и Стеллит 6 были получены DMD- методом в ресурсном центре специаль - ной металлургии на базе Южно - Уральского государственного университета с применением комплекса лазерной наплавки FL-Clad-R-4 [11]. Химический состав исходных порошков при - веден в табл . 1 и 2. Для выращивания образцов в качестве под - ложки использовалась стальная пластина . Для Стеллита 6 подложка изготовлена из стали 5 ХНМА , для БрАЖ 10 – из стали 40 Х . Толщина наплавленного слоя составила для Стеллита 6 – 0,89 мм , для бронзы – 1,02 мм . Общая толщина образцов , включая наплавленный слой , состави - ла 7,8 и 5,1 мм соответственно . Режимы наплавки : мощность лазера – 1600 Вт , скорость сканирования лазера – 10 мм / с , расход порошка – 27 г / мин . Подготовка образцов включала три этапа . 1. Вырезка образца . Образец необходимой ве - личины отрезался от заготовки , при этом необ - ходимо , чтобы процесс отрезки сопровождался охлаждением , так как при высоких температурах образцы могут потерять первоначальные свойства . Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав и размер основной фракции исходного порошка для образца из Стеллита 6 Chemical composition and the size of the initial powder main fraction for the sample Stellite 6 Образец / Sample Химический элемент / Chemical element Размер основной фракции , мкм / The powder main fraction size, μ m C Cr Co W Концентрация , ат . % / Concentration, at. % Стеллит 6 / Stellite 6 1,1 28,0 66,9 4,0 53…150 Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Химический состав и размер основной фракции исходного порошка для образца из БрАЖ 10 Chemical composition and the size of the initial powder main fraction for the sample CuAl10Fe4 Образец / Sample Химический элемент / Chemical element Размер основной фракции , мкм / The powder main fraction size, μ m Cu Al Fe Ni Mn Концентрация , ат . % / Concentration, at. % БрАЖ 10 / CuAl10Fe4 82,5 10,0 4,0 1,0 2,0 45…106