Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 1 2020 117 MATERIAL SCIENCE Рис . 1. Схемы процессов получения образцов системы « М 1–12 Х 18 Н 9 Т » и « М 1– АМг 5»: а – методом аддитивного электронно - лучевого производства системы « М 1–12 Х 18 Н 9 Т »; б – методом аддитивного электронно - лучевого производства системы « М 1–12 Х 18 Н 9 Т » с последующей фрикционной перемешивающей обработкой ; в – методом аддитивного электронно - лучевого производства системы « М 1– АМг 5»; 1 – электронно - лучевая пушка ; 2 – проволочный филамент ; 3 – ванна расплава ; 4 – градиентный материал системы « М 1 – 12 Х 18 Н 9 Т », полученный электронно - лучевой технологией ; 5 – слои из стали 321, полученные электронно - лучевой технологией ; 6 – развертка электронного пучка ; 7 – положение пучка в области прогрева подложки ; 8 – положение пучка в области плавления проволоки ; 9 – податчик проволоки ; 10 – барабан с проволокой ; 11 – ванна расплава проволоки ; 12 – оплавленный металл подложки ; F z – осевое усилие при обработке , ω z – скорость вращения инструмента ; V x – скорость подачи заготовки при обработке Fig. 1. Schemes of processes for obtaining samples of the “copper–steel” and “copper–aluminum alloy” systems: а – by the method of electron-beam additive manufacturing of the “copper–steel” system; б – by the method of electron-beam additive production of the “copper–steel” system with subsequent friction stir processing; в – by the method of electron-beam additive manufacturing of the “copper–aluminum alloy” system; 1 – electron-beam gun; 2 – wire fi lament; 3 – molten bath; 4 – gradient material of copper-steel system obtained by electron-beam technology; 5 – layers of steel 321 obtained by electron-beam technology; 6 – electron beam scanning type; 7 – beam position in the substrate heating area; 8 – beam position in the wire melt- ing area; 9 – wire feeder; 10 – wire drum coil; 11 – wire molten bath; 12 – molten metal of the substrate; F z – axial force during processing; ω z – tool rotation speed; V x – workpiece feed speed during processing а б в Получение полиметалла « М 1- АМг 5» осу - ществлялось аналогично получению полиме - талла « М 1-12 Х 18 Н 9 Т ». В случае полиметалла « М 1- АМг 5», формировалась протяженная гра - диентная зона взаимной диффузии с образова - нием твердых растворов и интерметаллидных фаз ( рис . 1, в ). Фрикционная перемешивающая обработка об - разцов из стали 12 Х 18 Н 9 Т и меди М 1 ( рис . 1, б ) проводилась на лабораторном оборудовании в ИФПМ СО РАН . В процессе обработки враща - ющийся инструмент внедрялся в поверхность полиметаллического материала и разогревал по - верхностный слой . Далее при движении вдоль линии обработки происходило перемешивание компонентов системы за счет адгезионного вза - имодействия материала с инструментом и уве - личения давления в зоне перед пином инстру - мента . Инструмент изготовлен из сплава ЖС 6 У гладкой формы без нарезки в области пина и плеч . Глубина обработки составляла 2,3 мм ; ско - рость продольной подачи – 90 мм / мин ; скорость вращения инструмента – 400 об / мин ; сила при - жатия инструмента – 900 кг . По причине низкой на данный момент стабильности печати в паре материалов « М 1- АМг 5» проведение дальней - шей обработки трением с перемешиванием не проводилось ( причина низкой стабильности рас - смотрена далее ). Макроструктура образцов полиметалли - ческих изделий исследовалась на вырезанных электроискровым методом в поперечном сече - нии образцах с использованием растровой и оп - тической микроскопии . РЭМ - исследования про - водились при помощи растрового электронного микроскопа Zeiss LEO EVO 50 в режиме обрат -