ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 316 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Структура жаропрочных никелевых сплавов, обеспечивающая наилучшие характеристики при повышенных температурах, представляет собой ГЦК-матрицу с высокой объемной долей (свыше 50 %) упрочняющих частиц интерметаллидной γ′-фазы типа L12 (Ni3Al). Например, отечественный сплав ЖС6К относится к классу литейных жаропрочных сплавов и широко применяется для изготовления рабочих и сопловых лопаток ГТД благодаря оптимальному балансу жаропрочности и технологичности при литье. Однако создание деталей сложной геометрии сопряжено с длительным и ресурсозатратным технологическим циклом, включающим в себя многостадийную механическую и термическую обработку [2]. Одним из перспективных решений может служить применение технологий послойной 3D-печати, в частности прямого лазерного выращивания (ПЛВ), которое является одним из наиболее развитых методов аддитивного производства (АП), поскольку позволяет создавать изделия любой геометрической формы и размеров, обеспечивая высокую производительность и точность изготовления, а также может применяться для локального ремонта вышедших из строя деталей [3–5]. Основной проблемой, препятствующей массовому внедрению аддитивного производства изделий из ЖНС, является плохая свариваемость большинства никелевых сплавов с высоким содержанием упрочняющей γ′-фазы. Из-за схожести термических процессов в АП и сварки большинство жаропрочных сплавов подвержены образованию таких дефектов, как горячие и холодные трещины, несплавления и поры. Для подавления образования трещин в первую очередь прибегают к оптимизации параметров выращивания, однако это не всегда обеспечивает существенные результаты по отношению к традиционным сплавам с высокой долей γ′-фазы [6, 7]. Другой подход связан с созданием новых составов сплавов, специально адаптированных под АП [8]. Для предотвращения горячего растрескивания в новых сплавах необходимо добиться сочетания узкого интервала кристаллизации с минимальной долей жидкой фазы на последних этапах затвердевания [9]. Кроме того, принципиально важно сохранить высокую объемную долю γ′-фазы. Важно также снизить температуру сольвуса вторичных фаз, включая карбиды, бориды и топологически плотноупакованные (ТПУ) фазы. Так, в предыдущей работе [10] с помощью высокопроизводительного метода CALPHAD на базе сплава ЖС6К были разработаны две перспективные композиции сплавов, адаптированные для аддитивного производства с учетом вышеизложенных требований. Однако исследование [10] было сосредоточено на изготовлении массивных образцов, и полученные результаты имеют ограниченную применимость к тонкостенным изделиям. Для практических задач, таких как производство тонкостенных элементов конструкций (например, лопатки ГТД с охлаждаемыми каналами [11]) или локальное восстановление деталей из ЖНС, необходимо глубокое понимание склонности материалов к трещинообразованию при минимальной толщине стенки. Известно, что тонкостенные структуры проявляют высокую чувствительность к колебаниям термических условий в процессе аддитивного производства, что может приводить к значительной неоднородности микроструктуры и свойств [12]. Целью настоящей работы являлось исследование влияния параметров ПЛВ на поведение растрескивания, структуру и механические свойства тонкостенных образцов новых сплавов, разработанных на основе ЖС6К. Для достижения указанной цели в процессе исследования решались следующие задачи: – определение оптимальных параметров ПЛВ (мощность лазерного излучения, скорость сканирования, диаметр лазерного пятна, стратегия построения), обеспечивающих формирование бездефектной структуры в тонкостенных образцах; – исследование влияния мощности лазерного излучения на морфологию, размер и кристаллографическую текстуру зерен, а также на фазовый состав, включая морфологию и объемную долю упрочняющей γ′-фазы и частиц вторых фаз. – оценка механических свойств сплавов в зависимости от технологических параметров ПЛВ и сопоставление полученных значений с характеристиками объемных образцов. Методика, материалы и оборудование В предыдущей работе [10] с помощью высокопроизводительного метода CALPHAD были предложены две перспективные композиции
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1