Structural and mechanical properties of stainless steel formed under conditions of layer-by-layer fusion of a wire by an electron beam

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 113 MATERIAL SCIENCE подбора режимов [19]. В последнее время для исследования пористости в деталях , напечатан - ных с помощью АТ , применяют различные мето - ды неразрушающего контроля [13, 20]. Для не - разрушающего контроля свойств напечатанных изделий из титановых сплавов нередко использу - ют наноиндентирование . Этот метод применяется для изучения свойств титановых сплавов , форми - руемых в условиях плазменного воздействия [21], электронно - лучевого сплавления порошков [22] и электронно - лучевого аддитивного процесса [23]. С помощью наноиндентирования также ис - следуют материалы , полученные точечной кон - тактной сваркой сплавов титана и золота [24]. Таким образом , разработка новых методов и методик производства материалов из нержавею - щих сталей является одним из ключевых направ - лений развития современного производства . Высокое значение имеет самостоятельная разра - ботка установок и комплексов производства из - делий аддитивными методами на их основе [12]. Целью работы является получение образцов из нержавеющей стали с однородной структу - рой и минимальным количеством макро - и ми - кродефектов методом наплавки проволокой на электронно - лучевой установке , разработанной в Томском политехническом университете . Материалы и методики Печать образцов выполнялась на электронно - лучевой установке , разработанной Томским по - литехническим университетом [15], проволокой из нержавеющей стали . Печать осуществлялась при ускоряющем напряжении 30 кВ и токе луча от 15 до 20 мА ( в зависимости от удаленности от подложки ). Таким образом , подводимая мощ - ность изменялась от 450 до 600 Вт . При изготов - лении образца первых три слоя были сделаны на ускоряющем напряжении 30 кВ и токе луча 20 мА . Высокое значение тока использовалось для разогрева подложки . Следующих 3 слоя формировались на ускоряющем напряжении 30 кВ и токе луча 17 мА для снижения скорости разогрева формируемого образца . Остальные слои формировались на ускоряющем напряже - нии 30 кВ и токе луча 15 мА , для того чтобы по - ступающее тепло успевало отводиться от заго - товки . Сфокусированный луч ( диаметр 150 мкм ) перемещался по круговой развертке диаметром 4 мм . Частота движения луча по развертке 1000 Гц . В область развертки осуществлялась подача проволоки , а формирование геометрии образца достигалось за счет перемещения стола по трем осям . При этом расстояние между трека - ми (hatching distance) составляло 4 мм , а высота слоя – порядка 0,8 мм , движение в горизонталь - ной плоскости зигзагообразное . Внешний вид об - разца и схема построения изображены на рис . 1. Исходным материалом для получения заго - товки методом электронно - лучевой наплавки являлалсь стальная проволока марки стали AISI 308LSi ( аналог отечественной марки 04 Х 19 Н 9). Химический состав проволоки представлен в таблице . Образцы для последующих исследований были вырезаны электроискровым методом из за - готовки с целью формирования геометрически правильных образцов в виде параллелепипедов с габаритными размерами 5×5×10 мм . a б в Рис . 1. Внешний вид полученной заготовки ( a ) и область вырезания образца ( б ), схема построения заготовки ( в ) Fig. 1. Appearance of the obtained blank ( a ) and sample cutting area ( б ), blank construction scheme ( в )