Study of the properties of silicon bronze-based alloys printed using electron beam additive manufacturing technology

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 1 2023 125 MATERIAL SCIENCE производства. На основе полученных результатов установлено влияние условий печати и добавки алюминиевого филамента на структуру, ме ханические свойства, а также их связь с коррозионной стойкостью и износостойкостью образцов. 1. Согласно комплексу выполненных исследований добавление 10 вес. % алюминиевого филамента приводит к формированию двухфазной структуры в напечатанных образцах. При этом основной фазой является α-фаза с ГЦКрешеткой, а γ-фаза с ГПУ-решеткой является вторичной и выделяется в процессе эвтектической реакции. 2. Формирование двухфазной структуры способствует увеличению прочности в ~1,2…1,9 раз и микротвердости в ~1,4…2,2 раза, а также снижению пластичности в 1,1-…,4 раза по сравнению с однофазными образцами. 3. В результате исследования коррозионной стойкости показано, что коррозия протекает без образования питтинга на поверхностях кремниевой бронзы и бронз, напечатанных с добавлением алюминиевого филамента. 4. Высокотемпературный отжиг, а также пластическая деформация сжатием с последующим отжигом способствовали снижению потери массы на 15…30 % для образцов, напечатанных из кремниевой бронзы. 5. Добавление алюминиевого филамента позволило дополнительно снизить потерю массы напечатанных образцов на 13…31 %, относительно образцов, напечатанных из бронзы БрКМц 3-1. 6. Применение деформации с последующим отжигом позволяет уменьшить износ на 15…30 % для образцов, напечатанных из бронзы БрКМц 3-1. Это обеспечивается мелкой струкутрой, которая более эффективно сопротивляется пластической деформации за счет наличия большого количества границ зерен. 7. Добавление 10 вес.% сплава АК5 в процессе печати бронзы способствовало повышению износостойкости материала на 25 % по сравнением с образцами из бронзы БрКМц 3-1. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий аддитивного производства изделий из кремниевых бронз. Список литературы 1. Schütze M., Feser R., Bender R. Corrosion resistance of copper and copper alloys. – Wiley, 2011. – 752 p. 2. Horn T.J., Gamzina D. Additive manufacturing of copper and copper alloys // Additive Manufacturing Processes. – ASM International, 2020. – P. 388–418. – DOI: 10.31399/asm.hb.v24.a0006579. 3. Adler L., Fu Z., Koerner C. Electron beam based additive manufacturing of Fe3Al based iron aluminides – processing window, microstructure and properties // Materials Science and Engineering A. – 2020. – Vol. 785. – P. 139369. – DOI: 10.1016/j. msea.2020.139369. 4. Evaluation of electron beam powder bed fusion additive manufacturing of high purity copper for overhang structures using in-situ real time backscatter electron monitoring / C. Ledford, C. Rock, M. Tung, H.Wang, J. Schroth, T. Horn // ProcediaManufacturing. – 2020. – Vol. 48. – P. 828–838. – DOI: 10.1016/j. promfg.2020.05.120. 5. Obtaining of bimetallic product from nickel superalloy and heat-resistant bronze bywire-feed electron beam additive manufacturing / A.V. Chumaevskii, E.A. Kolubaev, K.S. Osipovich, D.A. GurIanov, V.E. Rubtsov, S.Y. Nikonov, A.E. Boltrushevich // Russian Physics Journal. – 2022. – Vol. 65. – P. 1231– 1238. – DOI: 10.1007/s11182-022-02756-5. 6. A novel approach for powder bed-based additive manufacturing of compositionally graded composites / Z. Fu, J. Ye, M. Franke, C. Körner // Additive Manufacturing. – 2022. – Vol. 56. – P. 102916. – DOI: 10.1016/j.addma.2022.102916. 7. Characterization of gradient CuAl–B4C composites additively manufactured using a combination of wire-feed and powder-bed electron beam deposition methods /A.V. Filippov, E.S. Khoroshko, N.N. Shamarin, N.L. Savchenko, E.N. Moskvichev, V.R. Utyaganova, E.A. Kolubaev, A.Y. Smolin, S.Y. Tarasov // Journal of Alloys and Compounds. – 2021. – Vol. 859. – P. 157824. – DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.157824. 8. Aluminum Bronze/Udimet 500 composites prepared by electron-beam additive double-wire-feed manufacturing / A. Zykova, A. Chumaevskii, A. Panfi lov, A. Vorontsov, A. Nikolaeva, K. Osipovich, A. Gusarova, V. Chebodaeva, S. Nikonov, D. Gurianov, A. Filippov, A. Dobrovolsky, E. Kolubaev, S. Tarasov // Materials (Basel). – 2022. – Vol. 15. – P. 6270. – DOI: 10.3390/ ma15186270. 9. Small scale testing of IN718 single crystals manufactured by EB-PBF / M.R. Gotterbarm, M. Seifi , D. Melzer, J. Džugan, A.A. Salem, Z.H. Liu, C. Körner // Additive Manufacturing. – 2020. – Vol. 36. – P. 101449. – DOI: 10.1016/j.addma.2020.101449.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1