Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 2 2020 123 MATERIAL SCIENCE Рис . 5 . Кривые напряжение – деформация , получен - ные в условиях статического сжатия напечатанной алюминиевой бронзы Fig. 5. The stress–strain curves obtained under condi- tions of static compression of printed aluminum bronze образцов , вырезанных вдоль направления их ро - ста ( рис . 4, кривая для образца 5). Отсутствие большого числа границ зерен способствует ак - тивному дислокационному скольжению [20] без торможения дислокаций с образованием их ско - плений и , следовательно , без формирования об - ластей локализации деформации . Кроме того , на свойства образцов при испы - таниях на растяжение оказывает влияние раз - мерный фактор . Это выражается в том , что ме - ханические свойства при малых геометрических размерах образца и больших размерах зерна будут в большей степени зависеть от кристал - лографической ориентации зерен относительно приложенной нагрузки . Это справедливо для случаев , когда соотношение толщины образца к размерам зерна ( среднему размеру зерен , распо - лагающихся в пределах рабочей части лопатки ) составляет менее 20. В рассматриваемых образ - цах это соотношение находится в диапазоне от 1 до 7 для рассматриваемых образцов 5, 6.1–6.3 ( рис . 5). Это также вносит свой вклад в анизо - тропию механических свойств материала , напе - чатанного в виде тонкой стенки . У образцов , вырезанных в разных направле - ниях для испытаний на сжатие , также наблюда - ется анизотропия механических свойств ( рис . 4). Более высокие значения условного предела те - кучести получены для образцов , вырезанных в продольном направлении печати ( σ 0,2 находится в диапазоне 77…90 МПа ), чем у образцов , выре - занных в поперечном направлении ( σ 0,2 находит - ся в диапазоне 45…52 МПа ). Представленные на графике кривые напряжение – деформация также указывают на факт снижения прочности у образ - цов , вырезанных из верхних слоев . У образцов , вырезанных в сечении , попереч - ном относительно направления печати ( рис . 6, а ), на поверхности разрушения наблюдается мно - жество мелких ямок , чей размер составляет от 3 до 5 мкм . Это указывает на вязкий характер раз - рушения , что согласуется с результатами меха - нических испытаний . У образцов , вырезанных в сечении , продольном относительно направления печати ( рис . 6, б – г ), помимо ямок наблюдают - ся уступы , которые указывают на « шиферный » тип излома [21]. Как видно из представленных изображений , на поверхности разрушения об - разцов , вырезанных из нижних слоев ( образец 6.1, рис . 6, г ), сформировался крупный уступ , а на образцах из средних ( образец 6.2, рис . 6, в ) и верхних ( образец 6.3, рис . 6, б ) эти уступы зна - чительно меньших размеров . Шиферный излом связан со структурой образцов и является при - чиной снижения механических свойств ( прочно - сти пластичности ) материала , что также согла - суется с результатами механических испытаний . Дорожка отпечатков микротвердости прохо - дит по всему образцу , включая стальную под - ложку и напечатанную на ней алюминиевую бронзу . Микротвердость в напечатанном матери - але снижается монотонно от нижней к верхней части ( рис . 7). Снижение микротвердости со - гласуется с увеличением размеров дендритных зерен по мере увеличения высоты напечатанной стенки . Большая неравномерность в значениях микротвердости на участке сплавления бронзы со сталью обусловлена формированием интер - металлидов , твердость которых значительно выше твердости матрицы α - твердого раствора Cu–Al. Выводы На основе анализа металлографических изо - бражений были выделены четыре характерных типа микроструктур , формирующихся на разной высоте от подложки в напечатанном материа - ле . Первый тип – небольшие дендритные зерна