Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 3-4. 2018 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 106 УДК 539.536, 669.2 ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА НА ТОЛЩИНУ ЗАКАЛЕННОГО СЛОЯ ПРИ ВНЕВАКУУМНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ОТ4 * И.В. ИВАНОВ, аспирант Е.А. РУДЕНЯ, студент ( НГТУ, г. Новосибирск ) Иванов И.В. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 Новосибирский государственный технический университет, e-mail: i.ivanov@corp.nstu.ru В работе были проведены эксперименты по закалке титанового сплава ОТ4 электронным пучком вне вакуума. Было выяснено, что при удельной энергии пучка 2,8 кДж/см 2 проходят процессы первичной кристаллизации, а при 3,5 кДж/см 2 образуется закаленная структура. Эта структура обладает высокой твердостью (до 450 HV), по сравнению с материалом основы (около 200 HV). Методом оптической металлографии исследована микроструктура полученных материалов. Также методом рентгенофазового анализа был определен фазовый состав. Ключевые слова: электронно-лучевая обработка, закалка, титановые сплавы, микротвердость Введение Термическая обработка металлов пучком электронов (например, закалка), наряду с обработкой лазером или токами высокой частоты (ТВЧ), является одним из способов упрочнения металлов и сплавов [1]. Основным отличием электронно-лучевой обработки от обработки лазером является более высокий КПД при обработке поверхности (~95% и 5-10%, соответственно) [2]. Это обусловлено тем, что электроны, в отличие от фотонов, практически не отражаются от поверхности металла. Помимо этого, современные электромагнитные отклоняющие системы пучка электронов работают быстрее, чем механические системы отклонения лазерного луча, а варьируемый электромагнитный фокус предоставляет большое количество возможностей при обработке или создании 3D поверхностей [3-5]. В связи с быстро развивающимся применением электронно-лучевых технологий в аддитивном производстве большой интерес вызывает изменение структуры материалов, обусловленное воздействием электронных пучков [6-9]. Для ряда материалов (в особенности для сталей), проведено достаточно большое количество исследований, объясняющих особенности формирования структуры поверхностного слоя при электронно-лучевом воздействии. Однако, такого рода исследования редко посвящают исследованию структуры титановых сплавов. По этой причине целью настоящей работы являлось исследование влияния энергии электронного пучка на толщину закаленного слоя титанового сплава. * Работы выполнены при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России (Соглашение №14.610.21.0013, идентификатор проекта RFMEFI61017X0013).