Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 92 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Наплавленный слой имеет сложное строение, обусловленное неравновесными условиями кри- сталлизации расплава. Отличительной особен- ностьюматериала наплавки является дендритная структура, сформированная в процессе высоко- скоростного охлаждения (рис. 2, а , б ). На фоне дендритов при травлении выявляются границы зерен. Следует отметить, что форма и размеры зерен коррелируют с формой и размерами ден- дритов. В нижней части наплавленного слоя, где в результате ускоренного теплоотвода в материал основы сформировались вытянутые дендриты, зерна также имеют вытянутую форму, пример- но соответствующую длине самих дендритов. В верхней части покрытия в результате измене- ния условий охлаждения были сформированы дендриты, ширина и длина которых примерно соизмеримы. Форма и размеры зерен в этой ча- сти покрытия близки к полиэдрической. Следу- ет отметить, что условия охлаждения в верхней части наплавленного металла могли приводить к ориентации дендритов и зерен в направлении, перпендикулярном плоскости шлифа. Длительное (около 5 мин) травление позволи- ло выявить особенности дислокационной струк- туры покрытия. Внутри крупных зерен форми- руются более мелкие субзеренные построения, границы которых выявляются в виде скоплений мелких точек (рис. 3). Внутризеренное строение наплавленного ма- териала в значительной степени зависит от ха- рактера распределения тантала и ниобия, а также кислорода. Следует отметить, что тантал и ниобий стабилизируют бетта-фазу титана, в то время как кислород является одним из сильнейших альфа- стабилизаторов. Результаты микрорентгеноспек- трального анализа, проведенного с большой пло- щади (около 2 мм 2 ), представлены в таблице. Химический состав покрытия Химический элемент Ti Ta Nb Содержание, % (вес.) 67.3 16.5 16.2 В связи с низкой точностью метода энерго- дисперсионного микрорентгеноспектрального анализа в области малых энергий количествен- ное содержание кислорода в наплавленном слое не оценивалось. Другая проблема, также сни- жающая точность количественного определения кислорода, заключается в близком расположении M-серии титана с K α кислорода. В то же время косвенно содержание кислорода в покрытии а б Рис. 2. Строение дендритов в нижней ( а ) и верхней ( б ) зонах покрытия Рис. 3. Особенности зеренно-субзеренной структуры наплавленного слоя