ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 208 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ достижения поставленной цели в процессе исследования решались следующие задачи: – синтез методом WAAM образцов первого порядка из трех широко применяемых в машиностроении материалов с существенно отличающимися технологическими и механическими свойствами: низкоуглеродистой легированной стали 08Г2С, нержавеющей стали 04Х19Н9 и алюминиевого сплава AMg3; – вырезка из синтезированных образцов первого порядка для оценки механических свойств материала экспериментальных образцов второго порядка, ориентированных относительно направления движения подачи фидстока и направления синтеза; – исследование механических свойств синтезированного материала в нескольких направлениях: предела прочности при растяжении, относительного удлинения, ударной вязкости и твердости; – сопоставление механических свойств синтезированного материала с характеристиками исходного материала (проката), определение относительной анизотропии по каждому параметру и анализ зависимости уровня анизотропии от марки материала, направления синтеза и подачи фидстока. Методика исследований Для прогнозирования надежности и оптимизации процесса достижения изотропных или контролируемо-анизотропных свойств необходимо исследование анизотропии механических свойств материалов, полученных WAAMметодом. Для этого были проанализированы предел прочности, относительное удлинение при растяжении, ударная вязкость и твердость различных материалов с существенно отличающимися технологическими и механическими свойствами, которые активно используются в АТ: низкоуглеродистых сталей, нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов. Для анализа были выбраны конкретные образцы из каждой категории: легированная низкоуглеродистая сталь 08Г2С, нержавеющая сталь 04Х19Н9 и алюминиевый сплав АМг3. Предложено понятие «относительная анизотропия», которое позволяет количественно оценить не только разброс свойств по направлениям внутри синтезированного WAAM-методом материала (классическая анизотропия), но и отклонение этих свойств в характерных направлениях от известных значений, приведенных в справочной литературе для проката из материала той же марки (исходного материала). Это позволяет: – оценить влияние направления WAAMсинтеза и направления движения фидстока на однородность свойств материала в объеме синтезированного изделия и на отклонение свойств материала синтезированного образца от свойств проката из материала той же марки, а также степень неоднородности отклонений в зависимости от характерного направления в синтезированном объеме; – выявить «критические» направления, где отклонение свойств от исходного материала наиболее значительно; – дать интегральную оценку пригодности материала и технологии для ответственных применений, когда, например, высокое значение относительной анизотропии в каком-либо направлении по ключевому свойству сигнализирует о потенциальной слабости конструкции в этом направлении. Относительная анизотропия предела прочности синтезированных образцов по сравнению с пределом прочности материала в исходном состоянии оценивалась как â0 â â â 100 % σ − σ Δσ = ⋅ σ , где σв0 – значение предела прочности материала в исходном состоянии, МПа; σв – измеренное значение у синтезированных образцов. Относительная анизотропия относительного удлинения синтезированных образцов по сравнению с относительным удлинением материала в исходном состоянии оценивалась как 0 100% ε − ε Δε = ⋅ ε , где ε0 – значение относительного удлинения материала в исходном состоянии, %; ε – измеренное значение у синтезированных образцов. Относительная анизотропия ударной вязкости синтезированных образцов по сравнению с ударной вязкостью материала в исходном состоянии оценивалась как 0 100 % KCU KCU KCU KCU − Δ = ⋅ ,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1