Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 128 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Размер и форма зерен несколько менялась в зави- симости от местоположения участка и условий теплоотвода при кристаллизации. Данное строе- ние характерно для сплавов титана, полученных с помощью аддитивных технологий [29]. В СЛС-образцах дендритная структура не формировалась. Зерно, растущее в сплаве, при его кристаллизации имеет форму, близкую к равноосной в том случае, когда интенсивность зародышеобразования преобладает над ростом дендритных ветвей. Этому способствуют высо- кие скорости охлаждения расплава. На основе измерения размеров образовавшихся зерен опре- делено, что скорость охлаждения расплава при СЛС составляла около 10 4 °С/с [30]. Из-за малого размера объектов исследова- ния (размер зерен структуры соизмерим с раз- мером анализируемой площади) оценка мето- дом ЭДМА внутрикристаллической ликвации в зернах СЛС образцов проводилась следующим образом. Элементный анализ был сделан на из- ломах, в том числе на поверхности открывшихся при разрушении пор (рис. 3, в ). На поверхности излома металлического материала определя- лось интегральное количественное соотноше- ние компонентов сплава, так как анализируемая площадь составляла несколько квадратных ми- крометров, что соизмеримо с размером целого зерна. Так как поверхность поры образуется из совокупности границ зерен, то на поверхности пор определялось соотношение компонентов сплава, характерное для периферии зерен. Количественное содержание ниобия на по- верхности излома металлического материала в среднем составляло 39 %. На поверхности пор концентрация Nb снижалась вплоть до 15 % (рис. 3, в ). При такой концентрации Nb в спла- ве в неравновесных условиях должна сформи- роваться α″-фаза, существующая в интервале концентраций от 15 до 36 % [8]. Данное заклю- чение подтвердил РСА. На рентгенограммах исследуемых образцов идентифицировались отражения как от плоскостей β-фазы, так и от α″-фазы (рис. 2, б ). Как и в слитке, полученном электродуговой плавкой, интенсивности пиков основной β-фазы были перераспределены, но не столь значительно, так как эпитаксиальный рост структурных элементов был характерен лишь для части формирующегося материала (рис. 3, а ). На оптическом изображении поверхности образцов после химического травления иден- тифицировались оба структурных компонента сплава – зерна β- и α″-фаз (рис. 3, б ). Результа- ты ранее проведенной просвечивающей элек- тронной микроскопии подтвердили, что зерна микронных размеров образует основная β-фаза, а α″-фаза локализована по границам β-зерен в виде более мелких структурных объектов с раз- мером до 0,7 мкм [25]. Как показали структурные исследования, в продольном сечении образцов после ИПД сфор- мировалась текстура (рис. 4, а ), в поперечном сечении – вихревые структуры (рис. 4, б ). По- добная структура характерна для материалов, сформированных в стесненных условиях ме- тодами ИПД [31, 32]. На металлографических снимках с малым увеличением заметен контраст темных и светлых участков (рис. 4, в ). Рис. 4. РЭМ-изображения микроструктуры образцов после ИПД: а – продольное сечение; б – поперечное сечение; в – результаты ЭДМА. На рисунке ( в ) указаны значения концентрации Nb в мас. %, измеренные на поверхности в локальных местах, выделенных белыми точками Fig. 4. SEM-images of specimens’ microstructure after SPD: a – longitudinal section; б – transverse section; в – EDMA-results. At figure ( в ) Nb concentration values are in wt. % measured on the surface in local areas which are marked with white points а б в