ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 114 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ большем (0,31 кДж/мм) – крупные столбчатые зерна (рис. 2, в). В результате отжига образцов с изначально столбчатыми зернами произошли изменения в структуре. Столбчатые зерна преобразовались в крупные неравноосные, а также сформировалось большое количество двойников отжига (рис. 2, г). Обработка образцов посредством пластической деформации сжатием и последующим отжигом привела к наиболее серьезным структурным изменениям. В результате сформировались небольшие равноосные зерна с большим количеством двойников отжига (рис. 2, д). Изменение структурного состояния образцов обусловлено различиями в температурном градиенте. При низком тепловложении скорость кристаллизации увеличивается и в результате формируется более мелкозернистая микроструктура. В свою очередь, отжиг, а также деформация и последующий отжиг приводят к рекристаллизации материала [24, 25]. В результате печати сплава БрКМц 3-1 с добавлением 10 вес.% Al сформирова лась мелкозернистая структура почти с равноосными зернами размером 25…125 мкм (рис. 3, а). Также наблюдаются двойники отжига и включения вторичной фазы. При печати с добавлением сплавов АК5 и АК 12 структура образцов выглядит иначе. В обоих случаях сформировалась дендритная структура (рис. 3, б, в). Дендриты образуются в направлении выращивания стенок, а в междендритном пространстве находятся прослойки вторичной фазы толщиной 3…15 мкм. XRD и ЭДС анализ фазового состава образцов На основе рентгенофазового анализа установлено во всех исследуемых образцах основной является α-фаза ГЦК меди (рис. 4). В образцах, напечатанных с добавлением алюминиевых филаментов, также отмечается формирование силицидов железа и кремния. Первые формируются из-за наличия железа в небольшом количестве в составе алюминиевых проволок, а вторые – как следствие неполного растворения кремния в сильнолегированном сплаве. Наблюдаемые с помощью рентгенофазового анализа фазы не дают полного представления о фазовом составе образцов, напечатанных с применением алюминиевых филаментов. Согласно анализу известных фазовых диаграмм [26–31] в сплавах системы Cu-Al-Si могут быть две фазы: α-фаза с ГЦК-решеткой и γ-фаза с ГПУрешеткой. В рассматриваемых образцах на основе ЭДС анализа установлено, что вторичная γ-фаза содержит ~7 ат. % Al; ~(9…10) ат. Si % и ~(0,5…0,6) ат. % Mn, в то время как в α-фазе содержится ~10 ат. % Al; ~(3,5…5) ат. % Si и ~(1,2…1,5) ат. % Mn. Более высокое содержание кремния закономерно наблюдается в случае добавки к бронзе силуминов. Механические свойства образцов Изменение режимов аддитивного производства, применение термической и механической обработки, а также легирование алюминием а б в Рис. 3. Типичная микроструктура образцов, напечатанных из бронзы БрКМц 3-1, с добавлением 10 вес. % Al (а), 10 вес.% АК5 (б) и 10 вес.% АК12 (в) Fig. 3. Typical microstructure of specimens printed from C65500 with the addition of 10 wt.% Al (a), 10 wt.% Al–5Si (б) and 10 wt.% Al-12Si (в)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1