Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 4 2018 60 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Особенности структурно-фазового состояния сплава Ti-6Al-4V при формировании изделий с использованием электронно-лучевой проволочной аддитивной технологии Николай Савченко а,* , Андрей Воронцов b , Вероника Утяганова c , Александр Елисеев d , Валерий Рубцов e , Евгений Колубаев f Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический 2/4, г. Томск, 634055, Россия а http://orcid.org/0000-0001-8254-5853, savnick@ispms.tsc.ru , b http://orcid.org/0000-0002-4334-7616, vav@ispms.tsc.ru, c http://orcid.org/0000-0002-2303-8015, filaret_2012@mail.ru , d http://orcid.org/0000-0001-5273-9729, alan@ispms.ru , e http://orcid.org/0000-0003-0348-1869, rvy@ispms.tsc.ru , f http://orcid.org/0000-0001-7288-3656, eak@ispms.tsc.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2018 Том 20 № 4 с. 60–71 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2018-20.4-60-71 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Титановые сплавы, в частности Ti-6Al-4V, широко применяются в авиационно-косми- ческой, автомобильной, биомедицинской и химической промышленности благодаря от- личному сочетанию прочности и вязкости раз- рушения, низкой плотности, а также очень хо- рошей коррозионной стойкости и усталостной ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ ДК 621.791.725:620.186 История статьи : Поступила: 06 сентября 2018 Рецензирование: 18 сентября 2018 Принята к печати: 22 сентября 2018 Доступно онлайн: 15 декабря 2018 Ключевые слова : Аддитивная технология Титановый сплав Микроструктура Микротвердость Финансирование Работы выполнены при финансо- вой поддержке государства в лице Минобрнауки России (Соглашение № 14.610.21.0013, идентификатор проекта RFMEFI61017X0013). АННОТАЦИЯ Введение. Высокая стоимость деталей из титановых сплавов определяется высокой материалоемкостью при механической обработке, плохой обрабатываемостью, вызванной низкой теплопроводностью и высокой химической реактивностью с материалами режущего инструмента, что является сдерживающим фактором для широкого использования. Применение аддитивных технологий позволяет снизить затраты при производстве изделий из титановых сплавов за счет изготовления высокоточных заготовок, которые в дальнейшем требуют минимальной механической обработки. При этом ключевым требованием при изготовлении таких заготовок является сохранение высоких механических характеристик как самого исходного материала, так и изготавливаемой детали в целом. Электронно-лучевая проволочная аддитивная технология обладает большим потенциалом как с точки зрения высокой производительности, так и в плане получения материалов с уникальной структурой и высокими механическими свойствами. Целью работы является изучение структуры, фазового состава и микротвердости образцов из сплава Ti-6Al-4V, полученных с использованием электронно-лучевой проволочной аддитивной технологии. Результаты и обсуждение. На основании данных оптической, сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа показано, что полученные после послойного выращивания образцы Ti-6Al-4V имеют гетерогенную микроструктуру, которая включает в себя помимо формирующихся в процессе эпитаксиального роста столбчатых предшествовавших β-зерен со средним размером не выше 1,5 мм систему ортогональных пластин мартенситной α  -фазы. При этом по направлению к вершине построенного образца уменьшается толщина пластин α’-фазы и количество остаточной β-фазы (от 4 мкм и 10 об.% для нижнего слоя, до 2 мкм и 5 об.% – для верхнего). Обнаружен эффект повышения значений твердости по Виккерсу с ростом высоты наплавленных слоев до значений порядка 3,5 ГПа. Хорошее согласие с соотношением Холла–Петча показывает, что эффект повышения твердости в направлении послойного выращивания реализуется в основном за счет градиентной микроструктуры, формирующейся вследствие сложной термической истории. Для цитирования: Особенности структурно-фазового состояния сплава Ti-6Al-4V при формировании изделий с использованием электронно-лучевой проволочной аддитивной технологии / Н.Л. Савченко, А.В. Воронцов, В.Р. Утяганова, А.А. Елисеев, В.Е. Рубцов, Е.А. Колубаев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2018. – Т. 20, № 4. – С. 60–71. – doi: 10.17212/1994- 6309-2018-20.4-60-71. ______ *Адрес для переписки Савченко Николай Леонидович, д.т.н., в.н.с. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, г. Томск, Россия Тел. : 8 (382) 228–68–63, e-mail : savnick@ispms.tsc.ru