Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 127 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 2. Фрагменты рентгеновских дифрактограмм слитка ( а ); образцов после СЛС ( б ) и ИПД ( в ) Fig. 2. X-ray diffraction patterns of the ingot ( a ), speci- mens after SLM ( б ) and after SPD ( в ) а в б рентгенограммах можно видеть основные пики β-фазы (рис. 2, а ). Возможно наличие небольшо- го количества (менее 5 %) второй фазы, на что указывает асимметрия рентгеновской линии в интервале углов 43…46º. Интенсивности пиков основной β-фазы не со- ответствуют эталонным штрих-диаграммам. На профиле сплава наблюдалось перераспределе- ние интенсивностей. Такая форма рентгеновско- го профиля характерна для структуры, где зерна в области рентгеновской съемки имеют преиму- щественную ориентацию. В данном случае пло- скостью ориентации является (211) – рефлекс на рис. 2, а , расположенный в области 2θ ≈ 83°. Это связано с направленной кристаллизацией при получении слитка. Охлаждение и кристаллиза- ция слитка начинались у стенки охлаждаемого тигля и распространялись вверх слитка. Однофазное состояние сплава не исключа- ет наличия дендритной ликвации в слитке, так как β-фаза может существовать в интервале концентраций от 36 до 100 % Nb. По данным ЭДМА, в объеме слитка среднее значение кон- центрации Nb составляло 42 %. Концентрация ниобия в дендритах превышала его концентра- цию в междендритном пространстве (рис. 1, в ). В дендритах концентрация Nb менялась от 42 до 45 %, а в междендритном простран- стве – от 39 до 41 %. Таким образом, разность концентраций Nb в разных зонах дендритов до- стигала 6 %. Несмотря на небольшой разброс концентрации Nb и однофазный состав сплава, ликвация при последующей термической об- работке приводила к формированию на участ- ках, обедненных Nb, закалочных структур из α″-фазы (пересыщенный твердый раствор Nb в Ti с орторомбической решеткой) [27]. Анализ строения образцов исследуемого сплава, полученных СЛС, показал неоднород- ность микроструктуры (рис. 3, a ). Морфология зеренной структуры была связана с толщиной отдельно кристаллизовавшихся слоев материа- ла. На участках с толщиной слоя менее 100 мкм наблюдалась структура, состоящая из равно- осных зерен размером от 2 до 5 мкм (рис. 3, б ). Слои с толщиной от 100 до 150 мкм имели эпи- таксиальное строение и состояли из столбчатых кристаллитов с размером в поперечном сечении от 2 до 5 мкм и толщиной до 60 мкм (рис. 3, а ). Рис. 3. Изображения микроструктуры ( a , б , в ) и результаты ЭДМА ( в ) образцов, полученных СЛС. На ри- сунке ( в ) указаны значения концентрации Nb в мас. % измеренные на поверхности в локальных местах, выделенных белыми точками Fig. 3. Microstructure images ( a , б , в ) and EDMA-results ( в ) of SLM-ed specimens. At figure ( в ) Nb concentra- tion values are in wt. % measured on the surface in local areas which are marked with white points а б в