Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 1 2020 116 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ трением или сварке трением с перемешивани - ем аддитивно полученных образцов [41, 42]. Однако в ранее проведенных работах по ис - следованию закономерностей преобразования структуры в материалах , изготовленных мето - дом фрикционной перемешивающей обработки , сварке трением с перемешиванием и аддитив - ным электронно - лучевым методом , было сдела - но предположение о целесообразности приме - нения комбинации вышеуказанных методов для получения образцов со сложной структурой [43]. Одним из преимуществ осуществления ме - тода комбинированного ( или гибридного ) по - лучения материалов с помощью аддитивной технологии и адгезионно - диффузионного тер - момеханического процесса является возмож - ность формирования полиметаллических си - стем с однородной макро - и микроструктурой . При использовании , например , многопроволоч - ной подачи формируется образец с изначально заданными объемными долями компонентов . При последующей фрикционной перемешиваю - щей обработке происходит перераспределение , фрагментация и упорядочение расположения компонентов системы . С использованием толь - ко одной из вышеуказанных технологий полу - чить однородную структуру не представляется возможным , так как при фрикционной переме - шивающей обработке сложно осуществить кон - тролируемое внедрение в один материал опре - деленной макроскопической объемной доли второго материала , а при аддитивном произ - водстве методом проволочной или порошковой технологии – сформировать мелкодисперсный материал . В связи с изложенным выше настоящая рабо - та направлена на установление закономерностей формирования структуры материалов при адди - тивном электронно - лучевом получении , а также в условиях гибридного аддитивного и термоме - ханического воздействия при изготовлении дета - лей из однородных и разнородных материалов . Методика исследований Получение образцов из меди марки М 1 и стали 12 Х 18 Н 9 Т , а также из меди М 1 и алю - миниевого сплава АМг 5 производилось на экс - периментальной установке в ИФПМ СО РАН при помощи двух податчиков проволочного филамента поочередно в последовательно - сти «12 Х 18 Н 9 Т - М 1» ( рис . 1, а ) и « М 1- АМг 5» ( рис . 1, в ). Сокращенно данные системы поли - металлических материалов в работе обознача - ются по основному компоненту алюминиевого сплава и стали как системы «Cu–Al», «Cu–Fe». Значения параметров процесса печати ( сила тока пучка и скорость подачи проволоки ) определяли эмпирическим путем . Ускоряющее напряжение составляло 30 кВ , развертка пучка – эллипс . Толщина проволочных филаментов составляла 1,2 мм ; средняя толщина слоя составляла по - рядка 0,8…1,0 мм . Экспериментальные образцы были вырезаны в форме плоских параллелепи - педов толщиной 4…6 мм (2…3 мм толщина мед - ной , стальной или алюминиевой области ). В ка - честве подложки использовали листовой прокат аустенитной стали 12 Х 18 Н 9 Т толщиной 10 мм для полиметалла «Cu-Al» и «Cu-Fe». Слои каж - дого из материалов наносились последовательно со смещением на ширину одного слоя до фор - мирования плоского образца размером не менее 80…120 мм длиной и 60…80 мм шириной . Та - кой процесс производился последовательно до 3…4 раз с формированием пакета слоев для до - стижения требуемой толщины . Получение полиметалла « медь М 1 – сталь 12 Х 18 Н 9 Т » производилось в следующей по - следовательности . Вначале на поверхности подложки из нержавеющей аустенитной стали формировался пакет слоев из стали . Далее по - средством плавления электронным лучом от ис - точника 1 проволоки 2 с формированием ванны расплава 3 формировался пакет слоев 4 из меди марки М 1 с замешанными в медь частицами ста - ли из нижележащих слоев 5 . Для печати исполь - зовалась развертка электронного пучка в виде движения по траектории эллипса 6 диаметром 5…6 мм . Посредством развертки регулирова - лось тепловложение в материал подложки и в материал проволоки . В положении пучка 7 про - изводилось оплавление подложки с формирова - нием оплавленной зоны 12 , а в положении 8 луч расплавлял проволоку из меди с образованием ванны расплава 11 , в котором при печати про - исходило перемешивание с оплавленной зоной подложки и формирование градиентной зоны из двух компонентов полиметалла . Подача прово - локи осуществлялась с помощью податчика 9 с барабана 10 .