385 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
385
увеличении содержания легирующих элементов, обрабатываемость сплавов давлением
ухудшается, поэтому сплавы данного типа используют в литом состоянии [4].
Целью работы являлось определение режима, позволяющего получить минимальную
и максимальную толщину стенки образца, выращенного из порошка сплава системы Ni-Cr-
Mo.
Методика проведения экспериментов
Высокоскоростное прямое лазерное выращивание осуществлялось на установке
Erlaser Weld (кафедра «Сварка и лазерные технологии», Санкт-Петербургский
государственный политехнический университет).
Химический анализ исходных материалов проводился при помощи растрового
электронного микроскопа Carl Zeis EVO 50 XVP с энергодисперсионным
микроанализатором INCA. Согласно микрорентгеноспектральному анализу исходный
порошок содержит элементы в следующих пропорциях: 58,5 % Ni, 21,78 % Cr, 10,88 % Mo,
3,87 % Nb. Фазовый состав порошка – твердый раствор на основе никеля. Средний размер
частиц порошка составил 123,6 мкм (рис. 1). Подача порошка из коаксиального сопла в
рабочую зону осуществлялась со скоростью 20 г/мин. Диаметр лазерного пятна составил 1,2
мм. Мощность лазерного излучения изменяли от 250 до 1500 Вт. Перемещение лазера по
траектории производилось при
скорости 45 мм/с.
Рис. 1
. Изображение исходного порошка
Перед проведением исследований выращенный образец был нарезан на мерные
заготовки, соответствующие различным мощностям лазерного излучения. Структурные
исследования материала проводили на световом микроскопе Carl Zeiss AxioObserver A1m, а
также на растровом электронном микроскопе. Для выявления структуры образцов
использовали раствор, составленный в следующих пропорциях: 2 мл HNO
3
, 4 мл HCl и 2 мл
H
2
O
2
.
Результаты исследований
На снимках поперечного сечения образцов, полученных на световом микроскопе,
наблюдаются наплавленные слои, толщина которых зависит от мощности лазерного
излучения. На рис. 2 представлены слои, выращенные при 500 (рис. 2 а) и 1500 Вт (рис. 2 б),
со средними значениями толщин, составляющими 184 мкм и 415 мкм, соответственно.