Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 4 2018 66 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ в нижних слоя, граничащих с подложкой, – по- рядка 4 мкм (рис. 4, в , г ). На рис. 5, a показаны результаты измерения микротвердости вдоль линии, перпендикуляр- ной выращенным слоям. За начало координат принята вершина образца. Видно, что твердость была наибольшей вблизи поверхности образца, затем ее значения уменьшаются с увеличением расстояния от поверхности, постепенно дости- гая твердости подложки, при этом имеет место очевидная анизотропия по данным микротвер- дости в направлениях Z–X и Z–Y . Зависимость значений микротвердости в горизонтальном ( Х–У ) сечении (рис. 5, б ) от длины измеренной дорожки имеем вид ломаной линии со значи- тельным отклонением значений от средней ве- личины ( HV ср = 3,36 ± 0,16). Эволюция α/β-структур в образце из титано- вого сплава Ti-6Al-4V, полученном с использо- ванием электронно-лучевой аддитивной техно- логии, может быть описана следующим образом. Воздействие электронного пучка приводит к образованию ванны расплава в приповерхност- ном объеме подложки из сплава технического титана. Границы зон таких ванн хорошо видны Рис. 5. Зависимость значений микротвердости по Виккерсу в вертикальных ( Z–Y и Z–X ) плоскостях образца от расстояния до вершины образца ( а ); в горизонтальной ( Х–Y ) плоскости от длины измерен- ной дорожки ( б ) Fig. 5. Dependence of the Vickers microhardness values in the vertical ( Z–Y and Z–X ) planes of the sample from the distance to the top of the sample ( a ); in the horizontal ( X–Y ) plane from the length of the measured track ( б ) а б на рис. 2, а , б . Последующая столбчатая струк- тура зерен формируется в результате затверде- вания таких ванн и верхних слоев нарощенного металла [10, 11]. Благодаря направленному те- пловому потоку (подложка обеспечивает тепло- отвод от ванны расплава) зерна растут в столб- чатой форме в направлении, противоположном градиенту температуры [10,11]. Далее эти зерна становятся центрами, из которых растут новые зерна при кристаллизации следующего слоя [10–12]. Таким образом, реализуется процесс эпитаксиальный роста, и длинные относительно узкие столбчатые зерна образуются по всему об- разцу. После прохождения электронного пучка материал затвердевает в β-зерна и затем под- вергается быстрому охлаждению, превраща- ясь в мартенситную α  -фазу, которая занимает практически весь объем предшествовавшего β-зерна. ГПУ α  мартенсит представляет собой метастабильную структуру, которая стремится достичь более низкого энергетического состоя- ния (равновесия) путем выделения и роста α- и β-фаз. По мере выращивания дополнительных слоев идет процесс, близкий к изотермическо- му отжигу при температуре образца ориентиро-