Микроструктура и механические свойства малоуглеродистой стали, полученной методом электронно-лучевого аддитивного производства

Е.Г. Астафурова, Е.В. Мельников ORCID logo , С.В. Астафуров, М.Ю. Панченко ORCID logo , К.А. Реунова, В.А. Москвина, Г.Г. Майер, Е.А. Колубаев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 23 августа 2021; Принята 27 сентября 2021;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.Г. Астафурова, Е.В. Мельников, С.В. Астафуров, М.Ю. Панченко, К.А. Реунова, В.А. Москвина, Г.Г. Майер, Е.А. Колубаев. Микроструктура и механические свойства малоуглеродистой стали, полученной методом электронно-лучевого аддитивного производства. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.427-432
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-427-432

Аннотация

В работе изучали микроструктуру, фазовый состав и механические свойства образцов малоуглеродистой стали, полученных электронно-лучевой аддитивной технологией с использованием промышленной сварочной проволоки.В настоящей работе изучена микроструктура, фазовый состав и механические свойства заготовки из малоуглеродистой стали, полученной методом электронно-лучевого аддитивного производства (ЭЛАП) с использованием промышленной сварочной проволоки марки 08Г2С. Экспериментально показано, что процесс ЭЛАП позволяет сформировать стальную заготовку малоуглеродистой стали с постоянным по объему фазовым составом (феррит с карбидами). При этом деформационное поведение аддитивно-полученной стали зависит от положения образцов в заготовке. В нижней ее части, для которой характерна высокая скорость охлаждения в процессе ЭЛАП, происходит формирование преимущественно равноосных ферритных зерен со средним размером 15 мкм. Механические свойства и деформационное поведение (наличие площадки текучести, стадийность пластического течения) этой части заготовки близки к свойствам нормализованной стали 09Г2С, полученной традиционными методами металлургии и термомеханической обработки. В остальной части заготовки (центральной и верхней) формируется структура с неравноосными ферритными зернами, размеры которых достигают сотен микрометров. Механические свойства в этой части слабо зависят от положения образцов и их ориентации относительно направления роста заготовки — площадка текучести вырождается, пределы текучести и прочности, удлинения становятся ниже, чем у нормализованной стали 09Г2С, полученной традиционным способом. Несмотря на преобладание ферритных зерен (с карбидами), во всех частях заготовки наблюдается небольшая доля зерен с пластинчатой морфологией феррита, напоминающей мартенсит или бейнит. Последнее является результатом сложной термической истории заготовки, которая в процессе последовательных циклов нагрева и охлаждения может претерпевать многократные фазовые превращения.

Ссылки (12)

1. H. Bhadeshia, R. Honeykombe. Steels: Microstructure and Properties. Elsevier, Amsterdam (2006) 344 p. Crossref
2. W. E. Frazier. J. Mater. Eng. Perform. 23, 1917 (2014). Crossref
3. D. Ding, Z. Pan, D. Cuiuri, H. Li. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 81, 465 (2015). Crossref
4. P. Bajaj, A. Hariharan, A. Kini, P. Kurnsteiner, D. Raabe, E. A. Jagle. Mater. Sci. Eng., A. 772, 138633 (2020). Crossref
5. Md. R. U. Ahsan, A. N. M. Tanvir, G.-J. Seo, B. Bates, W. Hawkins, C. Lee, P. K. Liaw, M. Noakes, A. Nycz, D. B. Kim. Additive Manuf. 32, 101036 (2020). Crossref
6. L. Sun, F. Jiang, R. Huang, D. Yuan, C. Guo, J. Wang. Mater. Sci. Eng. A. 787, 139514 (2020). Crossref
7. Y. Li, S. Wu, H. Li, F. Cheng. Mater. Lett. 283, 128780 (2021). Crossref
8. E. D. Merson, P. N. Myagkikh, G. V. Klevtsov, D. L. Merson, A. Y. Vinogradov. Lett. Mater. 10 (2), 152 (2020). Crossref
9. S. Y. Tarasov, A. V. Filippov, N. L. Savchenko, S. V. Fortuna, V. E. Rubtsov, E. A. Kolubaev, S. G. Psakhie. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 99, 2353 (2018). Crossref
10. A. Vorontsov, S. Astafurov, E. Melnikov, V. Moskvina, E. Kolubaev, E. Astafurova. Mater. Sci. Eng. A. 820, 141519 (2021). Crossref
11. N. N. Resnina, I. A. Palani, P. S. Liulchak, S. P. Belyaev, S. S. Mani Prabu, S. Jayachandran, V. D. Kalganov. Lett. Mater. 10 (4), 496 (2020). Crossref
12. S. D. Antolovich, R. W. Armstrong. Progress Mater. Sci. 59, 1 (2014). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Государственное задание ИФПМ СО РАН - FWRW-2019-0030