ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 168 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ тура [16–18]. Такие зерна нежелательны, поскольку они негативно влияют на прочность и пластичность материала. Поэтому ключевой задачей для современных исследователей является разработка методов управления структурой бронзовых сплавов, таких как термомеханическая обработка или легирование, которые обеспечат повышение их прочности, износостойкости и усталостной долговечности. Легированные алюминием, кремнием и марганцем бронзы относятся к классу деформационно-упрочняемых сплавов. Для того чтобы целенаправленно воздействовать на их структурно-фазовое состояние и, как следствие, на механические свойства, целесообразно использование методов интенсивной пластической деформации (ИПД), среди которых можно выделить ковку, прокатку, равноканальное угловое прессование, кручение под высоким давлением и поверхностную пластическую деформацию [19, 20]. В настоящее время влияние ИПД на структуру, механические и трибологические свойства перспективной для промышленного применения бронзы системы Cu-Al-Si-Mn не исследовано. В особенности это касается материалов, получаемых аддитивными методами. На основании выполненного обзора, перспективности рассматриваемого материала и выявленных пробелов в ранее выполненных работах поставлена цель работы, которая заключается в исследовании взаимосвязи между различными структурными состояниями и свойствами медного сплава системы Cu-Al-Si-Mn. Для достижения поставленной цели путем проведения экспериментальных исследований требовалось решить следующие задачи: – исследовать структуру и фазовый состав образцов в состоянии после печати и после применения методов интенсивной пластической деформации; – определить механические свойства образцов с разным структурным состоянием методом испытаний на растяжение и микротвердость; – исследовать трибологические свойства образцов; – исследовать состояние поверхности дорожек трения. Методика исследований Для изучения влияния структурн ых состояний на свойства бронзы Cu-Al-Si-Mn методом электронно-лучевого выращивания изготовлены образцы в виде призматических блоков (20×20×40 мм). Печать осуществлялась путем одновременной подачи двух проволок – из БрКМц 3-1 и из технически чистого алюминия в соотношении 90 % бронзы и 10 % алюминия [21]. Химический состав образцов: 93,8 вес. % Cu, 2,5 вес. % Al, 2,8 вес. % Si, 0,9 вес. % Mn. Напечатанные блоки были подвергнуты интенсивной пластической деформации (ИПД) путем многосторонней ковки и прокатки. Кроме того, образцы после ИПД были подвергнуты также низкотемпературной термической обработке. Обозначения исследуемых образцов и параметры обработки приведены в таблице. Из полученных образцов на электроэрозионном станке вырезались двусторонние лопатки для проведения механических испытаний методом растяжения на испытательной машине Testsystem УТС-110М. Скорость растяжения составляла 1 мм/мин. Образцы в виде пластин дополнительно вырезались для проведения исследований методом рентгенофазового анализа на дифрактометре Shimadzu XRD-7000. Измерения микротвердости выполнялись с помощью микротвердомера Tochline-TBM при нагрузке 100 Н. Тонкая структура образцов изучалась методом просвечивающей электронной микроскопии на микроскопе JEOL JEM-2100. Трибологические испытания проводились при фиксированной скорости скольжения 0,1 м/с и нормальной нагрузке 20 Н при сухом трении скольжения по схеме «палец – диск». Диски вырезались из бронз с разным структурным состоянием. Контртела изготовлены из шариков стали ШХ15. Микроскопы Tescan MIRA 3 LMU и Olympus OLS-4100 использовались для исследования состояния поверхности образцов после трения методами растровой и лазерной сканирующей микроскопии соответственно. Энергодисперсионный анализ проводился для выявления особенностей состояния образцов после трения. Результаты и их обсуждение На основе ранее полученных результатов [21] металлографических исследований уста-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1