Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 2 2020 65 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Параметры процесса мультипучкового электронно - лучевого аддитивного производства для серии из 8 экспериментов Multibeam electron beam additive manufacturing process parameters for a series of 8 experiments Номер серии эксперимента Ток электронного пучка , мА Линейная скорость печати , мм / мин Коэффициент подачи проволоки ( k ) Напряжение , кВ 1 40 180 0,9 30 2 65 180 0,9 3 40 320 0,9 4 65 320 0,9 5 40 180 1,3 6 65 180 1,3 7 40 320 1,3 8 65 320 1,3 мой фокусировки 7 на зону ванны расплава 8 . Филамент подается через сопло 9 , в которое направляется трубкой 10 системой роликового податчика 11 , установленной на подшипнико - вых опорах 12 из барабана 13 , закрытого при электронно - лучевой печати экраном 14 . После печати из экспериментальных образцов выреза - лись образцы в виде « лопаток » для механиче - ских испытаний на растяжение 15 . В процессе печати поверхность медного стола охлаждается путем пропускания жидкости через охлаждаю - щие каналы 16 . Подбор параметров процесса электронно - лучевого аддитивного производства проводили с целью определения контролируемых параме - тров процесса и оптимизации этих параметров для обеспечения получения стенок с одной из заданных характеристик ( параметра оптимиза - ции ). В настоящем исследовании за параметр оптимизации был принят предел прочности (  в ). В качестве варьируемых параметров ис - пользовали : ток электронного пучка ( I e , А ), линейную скорость печати ( V w , мм / мин ) и ко - эффициент подачи проволоки ( k пр ). Коэффици - ент подачи проволоки ( k пр ) является аналогом скорости подачи филамента ( V пр ) и рассчитыва - ется исходя из геометрических размеров фор - мируемого слоя стенок и диаметра филамента . Условно коэффициент подачи определяется по формуле V k V   , где V ʹ – скорость подачи материала мм / мин ; V – скорость подачи образца , мм / мин . Ускоряющее напряжение при варьировании параметров оптимизации оставляли неизмен - ным , а именно 30 кВ . Тепловой вклад в работе оценивался через параметр погонной энергии по формуле 60 1000 UI E V  , где U – ускоряющее напряжение , В ; I – сила тока , А ; V – скорость подачи проволоки , мм / мин . В табл . 1 представлены данные по планиро - ванию серии экспериментов с указанием комби - наций параметров процесса мультипучкового электронно - лучевого аддитивного производства изделий из филаментов аустенитной стали мар - ки 12 Х 18 Н 9 Т . Механические свойства определяли на уни - версальной испытательной машине УТС -110 М в испытаниях образцов , вырезанных горизон - тально из « стенок » ( направление x на рис . 1). Испытания проводили на растяжение со ско - ростью деформации 1 мм / мин . Размеры рабо - чей части образцов для испытаний составля - ли 2,7×2,5×12 мм . Структурные исследования проводили на оптическом микроскопе Altami MET 1C и конфокальном микроскопе Olympus LEXT 4100. Химический состав филамента и аддитивных изделий из аустенитной стали марки 12 Х 18 Н 9 Т определялся при помощи рентгенофлюорес - центного спектрометра NitonXL3t.