Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 2 2020 118 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование структуры и механических свойств алюминиевой бронзы , напечатанной методом электронно - лучевого аддитивного производства Екатерина Хорошко 1, a , Андрей Филиппов 1, b, * , Сергей Тарасов 1, с , Николай Шамарин 1, d , Евгений Колубаев 1, e , Евгений Москвичев 1, f , Дмитрий Лычагин 2, g 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, Томск , 634055, Россия 2 Национальный исследовательский Томский государственный университет , пр . Ленина , 36, г . Томск , 634050, Россия a https://orcid.org/0000-0001-9078-5662, eskhoroshko@gmail.com, b https://orcid.org/0000-0003-0487-8382, avf@ispms.ru , c https://orcid.org/0000-0003-0702-7639, tsy@ispms.ru , d https://orcid.org/0000-0002-4649-6465, shnn@ispms.ru, e https://orcid.org/0000-0001-7288-3656, eak@ispms.ru, f https://orcid.org/0000-0002-9139-0846, em_tsu@mail.ru, g https://orcid.org/0000-0002-0544-9371, dvl-tomsk@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 2 с . 118–129 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.2-118-129 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 539.51 История статьи : Поступила : 23 марта 2020 Рецензирование : 21 апреля 2020 Принята к печати : 11 мая 2020 Доступно онлайн : 15 июня 2020 Ключевые слова : Аддитивные технологии Алюминиевая бронза Структура Механические свойства Финансирование Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-38- 90130. Металлографические иссле - дования выполнены в рамках Про - граммы фундаментальных научных исследований государственных ака - демий наук на 2013-2020 годы , на - правление III.23.2. Исследования поверхностей разрушения проведе - ны с использованием оборудования центра коллективного пользования « Аналитический центр геохимии природных систем » Национального исследовательского Томского госу - дарственного университета . АННОТАЦИЯ Введение . Развитие технологий аддитивного производства расширяет возможности изготовления ( печати ) изделий из разнообразных материалов . Процесс печати осуществляется путем локального высокоэнергетического нагрева филамента и подложки , за счет чего формируется ванна расплава . В таких условиях формование структуры материала происходит в условиях быстрой кристаллизации и повторного циклического нагрева . Важной проблемой печати объемных изделий из большинства конструкционных сплавов является формирование дендритной структуры . Форма и размеры дендри - тов , а также связанное с ними образование вторичных фаз могут оказывать влияние на прочность и эксплуатационные свойства изделий . Цель работы : исследование структуры и механических свойств алюминиевой бронзы , полученной методом электронно - лучевого аддитивного производства . В работе исследованы особенности формирования структуры алюминиевой бронзы в зависимости от участ - ка образца . Проведены механические испытания при статическом растяжении и сжатии образцов , вырезанных в продольном и поперечном сечении относительно направления печати . Методами ис - следования являются механические испытания на сжатие и растяжение , оптическая металлография , растровая электронная микроскопия . Результаты и обсуждение . На основе анализа металлографи - ческих изображений были выделены четыре характерных типа микроструктур , формирующихся на разной высоте от подложки в напечатанном материале . Первый тип – небольшие дендритные зерна с интерметаллидными частицами ; второй – небольшие дендритные зерна ; третий – крупные столбча - тые дендритные зерна ; четвертый – широкие дендритные зерна с мелкими включениями вторичной фазы . Формирование этих типов микроструктур обусловлено , во - первых , использованием стальной подложки , во - вторых , изменением условий теплоотвода по мере увеличения высоты образца в про - цессе печати . На основе проведенных испытаний выявлена значительная анизотропия механических свойств , которая обусловлена направленным характером роста столбчатых дендритных зерен , а также изменением размеров зерна по высоте напечатанного материала . Полученные результаты расширяют фундаментальные представления о процессах структурообразования сплавов в условиях электронно - лучевого аддитивного производства и могут быть использованы при разработке технологий печати изделий из медных сплавов . Для цитирования : Исследование структуры и механических свойств алюминиевой бронзы , напечатанной методом электронно - лучевого аддитивного производства / Е . С . Хорошко , А . В . Филиппов , С . Ю . Тарасов , Н . Н . Шамарин , Е . А . Колубаев , Е . Н . Москвичев , Д . В . Лычагин // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 2. – С . 118–129. – DOI: 10.17212/1994- 6309-2020-22.2-118-129. ______ * Адрес для переписки Филиппов Андрей Владимирович , с . н . с . Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический 2/4, 634055, г . Томск , Россия Тел .: 8 (999) 178-13-40, e-mail: avf@ispms.ru