OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 45 TECHNOLOGY Система Ni-Al, в частности композиция с 15 % алюминия, представляет интерес для создания покрытий, стойких к высокотемпературному окислению, однако процесс ее лазерной наплавки осложнен высокой реакционной способностью алюминия, склонностью к образованию тугоплавких оксидов (Al2O3) и интерметаллидных фаз, что повышает риск охрупчивания и трещинообразования [10–12]. В литературе имеются данные по наплавке никелевых и никельалюминиевых покрытий с варьированием мощности [13] и скорости, однако для состава Ni-Al отсутствуют систематические рекомендации по выбору параметров, обеспечивающих получение плотного бездефектного шва на основе анализа внешнего вида и микроструктуры поперечных сечений. В связи с этим особый интерес представляет установление количественных критериев оценки качества наплавленного слоя – энерговклада и удельного энерговклада, позволяющих прогнозировать не только геометрические параметры шва, но и фазовый состав формируемого покрытия. Как показано в работах [14, 15], для интерметаллидных систем критическим фактором является не столько абсолютная мощность лазера, сколько соотношение между скоростью подвода тепла и временем пребывания материала в жидком состоянии. При наплавке Ni-Al-композиций этот баланс определяет степень диффузии железа из подложки, что, в свою очередь, влияет на стабильность формирования упрочняющей фазы Ni3Al. Избыточный энерговклад способствует чрезмерному перемешиванию шихты с материалом основы, снижая жаростойкие свойства покрытия, тогда как недостаточный приводит к неполному расплавлению частиц и сохранению дендритной структуры исходного порошка [16]. Кроме того, в последних исследованиях [17– 19] подчеркивается необходимость комплексного подхода к оценке качества: визуальный контроль внешнего вида валиков должен дополняться металлографическим анализом поперечных сечений и рентгенофазовым исследованием, поскольку даже при удовлетворительной макроструктуре в покрытии могут сохраняться скрытые дефекты – микропоры, неметаллические включения и нежелательные интерметаллидные фазы, снижающие эксплуатационные характеристики [20]. Для системы Ni-Al такая комплексная оценка до настоящего времени не проводилась, что затрудняет разработку технологических регламентов для промышленного применения. Учитывая высокую чувствительность процесса к колебаниям параметров, необходимо не только определить область визуально приемлемых режимов, но и установить границы, в которых сохраняется требуемый фазовый состав и минимальная дефектность структуры. Таким образом, целью настоящей работы является оптимизация параметров лазерной наплавки порошковой композиции Ni-Al по критерию формирования сплошного равномерного шва с минимальной пористостью и дефектами. Для достижения цели были поставлены следующие задачи. 1. Провести микроскопический анализ исходного порошка Ni-Al (форма, размер, распределение частиц). 2. Изготовить серию оплавленных валиков при варьировании мощности и скорости сканирования лазера. 3. По данным визуального контроля оценить внешний вид швов и выбрать образцы с наилучшим формированием (без подрезов, разрывов, сильного разбрызгивания). 4. Исследовать поперечные шлифы отобранных образцов методами оптической микроскопии, электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. 5. Определить окно технологических режимов, обеспечивающее получение плотного качественного шва для системы Ni-Al. Методика исследований В качестве материала для наплавки покрытия использовали порошок ПН85Ю15М производства НПО «Тулачермет» (г. Тула, РФ), содержащий 12…15 % алюминия размером 40…100 мкм. Результаты сьемки электронной микроскопии (рис. 1) показали, что частицы порошка имели неправильную дендритную форму. Гранулометрические исследования проводили на лазерном анализаторе размера частиц (Analysette 22 NanoTec Plus Frisch, Германия); согласно результату исследования частицы имели следующие параметры: d10 = 42,1 мкм, d50 = 68,8 мкм, d90 = 97,4 мкм.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1