OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 41 TECHNOLOGY (рис. 6, г) характерно типичное строение с вытянутыми в направлении прокатки зернами. В зоне термического влияния происходит нагрев выше температуры полиморфного превращения и последующая закалка с образованием игольчатой структуры, близкой для всех трех режимов резки (рис. 6, д). Зона плавления металла, преимущественно находящаяся в области наплывов, представлена дендритной структурой (рис. 6, е), сформированной при достаточно быстрой кристаллизации из жидкого состояния, что приводит к формированию достаточно мелких дендритов. Описанные изменения структуры в зоне реза неминуемо приводят к изменениям механических свойств материала, что может быть недопустимо в различных условиях. Для исследований изменений механических свойств поверхности реза далее в работе были проведены измерения микротвердости приповерхностной зоны. Результаты измерения микротвердости в образцах показывают, что в зоне термического влияния происходит увеличение микротвердости материала (рис. 6, ж, з) как в верхней, так и в нижней части образца. На расстоянии до 2000 мкм от поверхности реза значения микротвердости находятся на уровне, близком к основному металлу. В целом все три выбранных режима достаточно хорошо подходят для получения изделий методом плазменной резки. С точки зрения наименьших значений припуска на последующую обработку более оптимальным можно считать режим № 2, характеризующийся средней скоростью резки и наименьшей глубиной зоны термического влияния (до 880 мкм). Следует отметить, что при резке титанового сплава происходит закалка металла в зоне термического влияния с увеличением микротвердости, что может снизить обрабатываемость материала при последующей фрезеровке кромок. Структура области реза образцов титанового сплава ОТ4-1 из двух пластин толщиной 5 мм, сложенных в пакет, достаточно близка к описанной ранее (рис. 7, а). В верхней части верхней пластины наблюдается существенное искажение макрогеометрии, а зона термического влияния увеличивается к нижней части обеих пластин (рис. 7, а–д). В то же время для нижней пластины характерна достаточно равномерная форма края реза. При этом на поверхности реза верхней пластины присутствует лишь небольшое количество переплавленного материала, в то время как на поверхности реза нижней пластины может присутствовать значительный по толщине слой с дендритной структурой (рис. 7, а, г, д). Величина зоны термического влияния в верхней части верхней пластины составляет 550…700 мкм, в нижней части 1150…1300 мкм, в верхней части нижней пластины 800…950 мкм, в её нижней части 1900…2300 мкм. Наименьшие величины зоны термического влияния характерны для режима резки № 1. Металл оплавленной зоны достаточно неравномерно распределен по поверхности реза. Между оплавленным металлом и основой образца происходит образование дефектов в виде пор или несплошностей. Данные участки подлежат удалению при последующей механической обработке материала. Организация структуры внутри типичных структурных зон образцов аналогична наблюдаемой при резке образцов толщиной 5 мм. Измерения микротвердости (рис. 7, е–и) также показывают, что в приграничной области происходит резкое увеличение микротвердости материала по сравнению с основным металлом. Исследования показывают достаточно высокую степень применимости всех трех режимов плазменной резки образцов общей толщиной 10 мм аналогично резке образцов толщиной 5 мм. Наиболее оптимальным является режим № 1, поскольку он характеризуется меньшей глубиной зоны термического влияния. Структурные изменения в зоне плазменной резки образцов сплава Д16Т толщиной 12 мм отличаются от описанных ранее для титанового сплава (рис. 8). Для всех исследованных образцов характерно наличие зоны плавления металла, зоны термического влияния и основного металла с неизмененной структурой. Для большинства образцов можно выделить нарушения макрогеометрии и образование наплывов из переплавленного в полости реза материала, скопившегося в нижней части реза. Зона термического влияния в образцах представлена практически недеформированной структурой основного металла с повышенной относительно него травимостью (рис. 8, а–в). Величина зоны термического влияния составляет порядка 100…200 мкм в верхней части и 600…2000 мкм в нижней, с наименьшими значениями для режима № 2. Для всех образцов характерно идентичное строение в исходном
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1