Effect of impact processing on the structure and properties of nickel alloy ZhS6U produced by casting and electron beam additive manufacturing

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 250 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ с 0,19 до 0,075, что может быть связано с упрочнением поверхности и снижением адгезии. ВЧобработка приводит к противоположным эффектам: у литого сплава трение снижается при длительном воздействии, а у аддитивного – временно возрастает, что коррелирует с образованием и нестабильностью оксидного слоя TiO2. Разброс значений коэффициента трения, особенно заметный при постоянной нагрузке 20 Н, объясняется неровностью поверхности после ударной обработки. Сравнение НЧ- и ВЧ-обработки позволяет выделить их ключевые особенности. НЧвоздействие обеспечивает интенсивное упрочнение, но сопровождается значительным ростом напряжений, особенно критичным для аддитивного сплава. ВЧ-обработка, напротив, способствует формированию многофазных поверхностных слоев с участием оксидных фаз, что потенциально улучшает износостойкость, однако требует тщательного подбора времени воздействия для минимизации разупрочнения. Эти различия обусловливают необходимость индивидуального подхода к выбору параметров обработки в зависимости от метода получения сплава. Таким образом, исследование подтверждает, что аддитивный сплав ЖС6У, несмотря на исходно высокую твердость, требует осторожности при длительной НЧ-обработке из-за склонности к накоплению напряжений. ВЧ-обработка, в свою очередь, открывает возможности для управления структурой поверхностного слоя, но ее эффективность зависит от стабильности формирующихся фаз. Для практического применения результатов важны дальнейшие исследования, направленные на оценку циклической стабильности модифицированных структур и их коррозионной стойкости в рабочих условиях. Заключение Структурно-фазовое состояние поверхностей после низко- и высокочастотной обработки у обоих сплавов схоже. Основными фазами в обоих материалах, аналогично исходным, являются Ni (γ) и Ni3Al(Ti) (γ’). Однако НЧ-обработка литого сплава ЖС6У приводит к увеличению объемной доли фазы γ’, а ВЧ-обработка – к формированию в нем Ti2O. Вместе с этим высокочастотная обработка обоих сплавов приводит к образованию дополнительного слоя на обработанной поверхности, морфология которого зависит от времени обработки. На образцах сплава, полученного методом электронно-лучевого аддитивного производства, зафиксированы большие, по сравнению с образцами литого сплава, значения микродеформаций решетки, микронапряжений в них и микротвердости обработанной поверхности при любой частоте и продолжительности обработки. Так, НЧ-обработка аддитивно-полученного образца приводит к большим, по сравнению с литым образцом, значениям микродеформаций в 1,71 раза, микронапряжений – в 2,73 раза, микротвердости – в 1,08 раза. При ВЧ-обработке значения микродеформаций решетки у аддитивно-полученного образца в 2,18 раза больше, чем у литого, микронапряжений – в 2,09 раза, микротвердости – в 1,16 раза. Значения коэффициента трения зависят от времени проведения обработки. Как при низкой, так и при высокой частоте обработки коэффициент трения литого ЖС6У увеличивался вплоть до третьей контрольной точки (20 секунд при НЧ-обработке, 20 мин при ВЧ-обработке), после чего резко уменьшался, достигая меньших, чем у исходного материала, значений. НЧ-обработка ЖС6У, полученного методом ЭЛАП, приводила к постепенному уменьшению коэффициента трения, ВЧ-обработка – к постепенному увеличению коэффициента трения и небольшому уменьшению на четвертой контрольной точке (20 минут). Таким образом, обработки оказывают значительное влияние на фазовый состав, механические свойства и трибологические характеристики сплавов. Аддитивный материал, в отличие от литого, проявляет повышенную чувствительность к внешним воздействиям, что выражается в более высоких микродеформациях, напряжениях и специфической динамике трения. Эти особенности могут быть связаны с исходной микроструктурой, сформированной методом аддитивного производства. Работа демонстрирует возможность эффективного упрочнения никелевых сплавов ЖС6У, полученных литьем и аддитивным методом, посредством механо-импульсной обработки в разных частотных диапазонах, что позволяет фор-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1