2 / 11
К.О. Базалеева, Е.В. Цветкова, Э.В. Балакирев
118
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 5
Несмотря на то что СЛП уже нашло применение в различных отраслях
промышленности, особенности структуры и свойств объектов, полученных с
помощью такой технологии, исследованы недостаточно. Практически отсут-
ствуют литературные данные о термической стабильности формируемых струк-
тур, а именно она определяет рабочие температуры сплава. С этой точки зрения
исследование процессов, протекающих при нагреве сплава, полученного мето-
дом СЛП, представляется весьма актуальным.
Материалы и методы.
Селективное лазерное плавление проводилось с по-
мощью установки PHENIX-PM100 [5]. Объектом исследования являлись образ-
цы аустенитного сплава, полученные при лазерной перекристаллизации порош-
кового материала. Химический состав порошка следующий: С
0,03 % масс.;
Ni 14…16 % масс.; Cr 15…17 % масс.; Mo 2,5…3 % масс.; Mn
0,8 % масс.;
Si
0,6 % масс.; S
0,015 % масс.; P
0,2 % масс.; Fe
основа. Порошок получали
методом газовой атомизации, и его средняя дисперсность составляла 25 мкм.
Для процесса СЛП были выбраны параметры, позволяющие получить сплош-
ной объект с минимальным cодержанием пор. А именно, мощность лазера со-
ставляла 50 Вт, скорость сканирования лазерного пучка по поверхности 100
мм/с, диаметр лазерного пятна на поверхности порошка около 70 мкм, исполь-
зовалась перекрестная стратегия плавления, т.
е. направление сканирования в
каждом следующем слое менялось на перпендикулярное, процесс проводился в
защитной атмосфере азота при температуре 80
С, в качестве подложки исполь-
зовался хромоникелевый аустенитный сплав.
Исходную (после СЛП) структуру сплава исследовали методами металло-
графического анализа, а также методами растровой (РЭМ) и просвечивающей
электронной микроскопии (ПЭМ). Структурные исследования проводили на
сплаве в отожженном состоянии; температура отжига варьировалась в интерва-
ле от 100 до 1200
С, выдержка составляла 1 ч.
Распределение легирующих элементов в структуре сплава исследовали в
просвечивающем электронном микроскопе с помощью рентгеновского микро-
спектрального анализа. Использование фольги позволило уменьшить локаль-
ность метода до значений, соизмеримых с толщиной фольги, т.
е.
50 нм.
Фазово-структурное состояние сплава оценивали методом рентгеновской
дифрактометрии в CoKα-излучении. Также рентгеновским методом по трем
максимумам (220), (311) и (222) определяли параметр решетки аустенита.
Для выявления структурных превращений при отжиге использовали метод
синхронного термического анализа (СТА), включающий в себя дифференци-
альную сканирующую калориметрию (ДСК) и термогравиметрию. В качестве
эталонного образца использовали корунд, измерения проводили в атмосфере
аргона, нагрев — от комнатной температуры до 1200
С со скоростью 10 K/мин.
Измерения выполняли на трех образцах, каждый из которых подвергался трех-
кратному нагреву и охлаждению. Масса образцов составляла порядка 40 мг.