OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 4 2025 223 MATERIAL SCIENCE Задачи для достижения поставленной цели: 1) проведение структурных исследований; 2) проведение механических испытаний; 3) проведение трибологических испытаний в условиях сухого трения скольжения; 4) исследование поверхности трения и подповерхностной деформации после трения скольжения. Методика исследований Для проведения исследований на лабораторной установке электронно-лучевого аддитивного производства путем послойной печати проволоки БрКМц 3-1 на стальных подложках были напечатаны блочные образцы. Печать осуществлялась в соответствии с режимами, приведенными в работе [11]. Данные образцы представляют первое структурное состояние – материал с крупными столбчатыми зернами. Эти образцы в тексте статьи обозначены как «образец 1». Второе структурное состояние – материал с крупными равноосными зернами и двойниками отжига, которые формируются при производстве горячекатаного проката в виде прутков. Эти образцы в тексте статьи обозначены как «образец 2». Третье структурное состояние – субзеренная структура, состоящая из субмикронных ламелей, формирующихся после интенсивной пластической деформации методом многоосевой ковки при комнатной температуре образцов, напечатанных электронно-лучевой технологией. Скорость нагружения составляла 10 мм/с. Процесс осуществлялся до достижения степени деформации ε = 0,5 по каждой из трех геометрических осей образца. Эти образцы в тексте статьи обозначены как «образец 3». Четвертое структурное состояние – материал с субмикронными зернами, формирующийся путем деформирования образцов после многоосевой ковки (образец 3) методом многократной прокатки при комнатной температуре до достижения ε = 0,75. Эти образцы в тексте статьи обозначены как «образец 4». Пятое структурное состояние – материал с субмикронными зернами и формой, близкой к равноосной, который формировался в результате низкотемпературного отжига образца 4. Температура отжига – 200 °С, длительность – 30 минут. Термообработка проводилась в лабораторной муфельной печи с быстрым охлаждением в большом объеме воды. Эти образцы в тексте статьи обозначены как «образец 5». Механические свойства образцов определены путем растяжения стандартных образцов в виде двухсторонних лопаток на испытательной машине Testsystem УТС-110М со скоростью нагружения 1 мм/мин. Микротвердость определена методом вдавливания четырехгранной пирамидки Виккерса при нагрузке 100 Н на твердомере Tochline-TBM. Металлографические исследования образцов после прокатки и электронно-лучевой печати выполнены с помощью конфокального микроскопа Olympus LEXT4100. Для образцов после интенсивной пластической деформации проведены исследования их тонкой структуры методом просвечивающей электронной микроскопии на микроскопе JEOL JEM-2100. С целью проведения экспериментальных исследований были подготовлены образцы в виде пластин для трения скольжения в паре с шариками диаметром 6 мм из шарикоподшипниковой стали ШХ15. Скорость скольжения составляла 100 мм/с, нормальная нагрузка – 20 Н. В процессе трения регистрировались сигналы акустической эмиссии и амплитуда вибрации. Вибрации оценивались в нормальном (параллельно действию нормальной нагрузки) и тангенциальном (параллельно действию силы трения) направлениях. Микроскопы Thermo Fisher Scientifi cApreo S LoVac и Olympus LEXT 4100 использовались для исследования состояния поверхности дорожек износа методами растровой электронной и лазерной сканирующей микроскопии. Результаты и их обсуждение В результате электронно-лучевого аддитивного производства (образец 1) формируется крупная столбчатая зеренная структура (рис. 1, а). Ширина зерен составляет 150…600 мкм, а длина может значительно превышать 1 мм. Такая структура является результатом направленного затвердевания материала при выраженном градиенте охлаждения ванны расплава в процессе послойной печати. Образцы в состоянии поставки (горячая прокатка) (образец 2) представлены зернами
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1