Features of the structure of gradient layers «steel - Inconel - steel», obtained by laser direct metal deposition

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 215 MATERIAL SCIENCE что в итоге приводит к реализации режима затвердевания А (рис. 11, участок 8). Участок 9 соответствует по составу исходной стали 316L. При переходе от стали к никелевому сплаву в градиентных композициях наблюдается резкое изменение уровня микротвердости (рис. 14), что характерно для разнородных конструкций, при этом разница в уровне микротвердости для материалов, полученных на различных режимах, незначительная. Следует отметить, что вблизи границы сплавления уровень микротвердости стали 316L, наплавленной на никелевый сплав, несколько выше, чем в слоях стали, на которые наплавляли никелевый сплав. Среднее значение микротвердости для стальных участков в первом и втором случаях составляет около 230 ± 15 HV, а для Inconel 625 оно равно 298 ± 20 HV. При реализации второго и третьего режимов происходит некоторое понижение уровня микротвердости никелевого сплава, что связано с более высоким тепловложением по сравнению с первым режимом. Эти показатели хорошо согласуются с результатами ранее проведенных исследований независимо от способ а наплавки [10, 11, 19]. Рис. 14. Результаты исследования микротвердости комбинированных материалов Fig. 14. Results of microhardness testing of the combined materials Заключение В работе проанализированы особенности строения градиентных композиций «сталь 316L – Inconel 625 – сталь 316L», полученных методом прямого лазерного выращивания. Проведенные исследования показали, что при реализации послойного выращивания градиентных композиций, состоящих из 12 слоев, максимальная высота массивов (до 7 мм) формируется при реализации режимов 1000 Вт, скорость сканирования 35 мм/c, а также 1500 Вт, скорость сканирования 15 мм/c, при этом в первом случае (1000 Вт, 35 мм/c) происходит минимальное перемешивание материалов на границе сплавления. Для всех композиций характерно формирование незначительного количества дефектов в виде не растворившихся частиц исходного порошка, расположенных по краям массива. Наибольшее количество трещин фиксируется в первых слоях стали при реализации режимов с высокими мощностями лазерного излучения. Соотношения эквивалентов хрома и никеля свидетельствуют о формировании зон перемешивания с различными режимами затвердевания и различными фазами. При наплавке Inconel 625 на сталь 316L в переходной зоне, где по химическому составу образуются сплавы на основе железа, последовательно реализуются режимы затвердевания FA (феррит – аустенит), AF (аустенит – феррит) и A (аустенит). При наплав ке стали 316L на Inconel 625 в переходной зоне реализуется режим затвердевания с образованием только фазы аустенита. Результаты подтверждены данными рентгенофазового анализа. Со стороны стали феррит в междендритном пространстве зафиксирован с использованием метода растровой электронной микроскопии. При проведении дюрометрических исследований было установлено, что с изменением режима наплавки средняя твердость материалов практически не изменяется. Уровень микротвердости для стали 316L составляет 230 ± 15 HV, для Inconel 625 она равна 298 ± 20 HV. Список литературы 1. Eff ect of nickel-based fi ller metal types on creep properties of dissimilar metal welds between Inconel 617B and 10 % Cr martensitic steel / Y. Zhang, M. Hu, Z. Cai, C. Han, X. Li, X. Huo, M. Fan, S. Rui, K. Li, J. Pan // Journal of Materials Research and Technology. – 2021. – Vol. 14. – P. 2289–2301. – DOI: 10.1016/j. jmrt.2021.07.131. 2. Fabrication of steel-Inconel functionally graded materials by laser melting deposition integrating with laser synchronous preheating / W. Meng, W. Zhang,

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1