ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 34 ТЕХНОЛОГИЯ до 180 °С позволило повысить максимальную твердость с 110 до 180 HV и увеличить глубину упрочненного слоя с 0,55 до 0,9 мм [25]. Известны примеры деформационного упрочнения нагретого металла в процессе его осаждения WAAM-методом. Так, повышение рабочей температуры от комнатной до 300 °C позволило повысить поверхностную твердость заготовок из синтезированного сплава Ti64 с 3,90 до 4,25 ГПа [26]. Аналогичная закономерность выявлена и для никелевого сплава Inconel 690, когда наилучшая температура нагрева (300 °C) при ультразвуковой обработке способствует росту как твердости, так и глубины упрочненного слоя, однако превышение порога температуры в 700 °C приводит к снижению твердости [27]. Пневматическая чеканка неостывшего WAAM-сплава АМг5 (энергия 7,1 Дж, частота 3200 уд/мин) позволила повысить прочность и пластичность на 15…20 %, но температурные условия, обеспечивающие этот эффект, не были детализированы [28]. В методе HF-WAAM для стали AISI 316L горячая чеканка при 900 °C и усилиях 17…55 Н также дала прирост прочности и снижение пористости, однако высокая температура провоцировала рост зерна и изменение фазового состава [15]. Исходя из проведенного анализа можно сделать вывод, что необходим поиск таких гибридных технологий WAAM, которые сочетали бы глубокое деформационное упрочнение (более 3 мм) с возможностью обработки неостывшего материала непосредственно в цикле WAAM, при этом температура должна находиться в строго определенном диапазоне, исключающем разупрочнение и нежелательную рекристаллизацию. В связи с этим достаточно перспективным представляется применение волнового деформационного упрочнения (ВДУ), которое может быть интегрировано в технологический цикл непосредственно в процессе синтеза. Сущность ВДУ заключается в обработке поверхности управляемыми ударными импульсами, их энергия и форма регулируются геометрией ударной системы, включающей в себя боек и волновод. При упрочнении боек наносит удар по волноводу, статически прижатому к детали через инструмент, в результате в ударной системе возникают плоские акустические волны, которые в пятне контакта трансформируются в ударные импульсы требуемой формы. Подбором оптимальной формы импульса для определенного материала и режимов обработки достигается максимальная передача энергии ударов, что повышает коэффициент полезного действия процесса и обеспечивает формирование глубокого упрочненного слоя (до 6…8 мм) [29]. При интеграции ВДУ в синтезирование материалов WAAM-методом определение рационального температурного диапазона для ВДУ имеет большое значение, поскольку, с одной стороны, он должен обеспечивать максимальный упрочняющий эффект за счет измельчения зерен, двойникования и появления линий скольжения, а с другой – исключать развитие процессов рекристаллизации, нивелирующих эффект наклепа. Целью настоящего исследования является анализ влияния температуры предварительного нагрева на эффективность волнового деформационного упрочнения для ряда перспективных конструкционных материалов, получаемых WAAM-методом. Эффективность оценивается по степени упрочнения поверхностного слоя. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1) экспериментальное определение твердости поверхностного слоя образцов без последующего ВДУ и образцов после ВДУ в зависимости от температуры нагрева; 2) установление оптимальных температурных интервалов для проведения ВДУ, обеспечивающих максимальное увеличение твердости и глубины упрочненного слоя; 2) проведение сравнительного анализа поведения различных классов материалов (аустенитная и среднелегированные стали, алюминиевый сплав) при ВДУ и формулировка выводов. Методика исследований В качестве материалов для исследования были выбраны легированная сталь 09ХГМНТАА, конструкционная среднелегированная сталь 30ХГСА, низкоуглеродистая среднелегированная сталь 18ХГС, аустенитная нержавеющая сталь 04Х19Н9 и алюминиевый сплав системы Al-Mg АМг3. Эти материалы имеют широкий спектр применений – от ответственных сварных конструкций (сталь 09ХГМНТАА) до дета-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1