126
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
изменений между отдельными составляющими ее слоями не наблюда-
ется. На границе сплавления никелевый сплав — медь не обнаружено
дефектов в виде проникания меди в подложку (рис. 5,
в
).
Это свиде-
тельствует о высоком качестве переходной зоны. Наплавленный слой
из меди имеет типично литую структуру, строение которой при пере-
ходе из слоя в слой не имеет существенных различий. Таким образом,
проведенные исследования подтвердили возможность получения ком-
позитных слоев инструментальная сталь — медь в процессе лазерного
объемного формообразования.
Сотрудниками кафедры «Лазерные технологии в машинострое-
нии» разработаны способы лазерной наплавки, позволяющие форми-
ровать структуру с требуемыми свойствами. Большое внимание уде-
лялось изучению формирования структуры наплавленного металла
порошками системы Ni — Cr — B — Si. На образование микрострук-
туры существенно влияет термическое воздействие на затвердеваю-
щий металл. Промышленные сплавы системы Ni — Cr — B — Si,
легированные углеродом, при затвердевании кристаллизуются с вы-
делением первичных упрочняющих карбидных и боридных фаз, а
также сложных карбоборидных фаз,
γ
-
твердого раствора и эвтектики
[
γ
+ Ni
3
B]. При лазерной наплавке на поверхности сплава достигается
температура кипения и расплавления самых тугоплавких компонен-
тов. Лазерная наплавка характеризуется чрезвычайно высокими ско-
ростями охлаждения, на порядок превосходящими скорости при тра-
диционных методах наплавки, что приводит к измельчению первич-
ной структуры. Так, расстояние между осями второго порядка
для наплавки токами высокой частоты составляет (12…20)·10
–6
м,
а для лазерной наплавки — (2,5…0,5)·10
–6
м. Размеры структурных
составляющих наплавленного металла также зависят от скорости
охлаждения расплавленной ванны. При лазерной наплавке при
невысоких скоростях (до 16,7·10
–3
м/c) размер частиц упрочняющей
фазы не превышает (2…4)·10
–6
м. Увеличение скорости наплавки
до (33,3…50,0)·10
–3
м/c приводит к их существенному измельчению,
в некоторых случаях наблюдается полное растворение карбидов и
боридов. Оптической микроскопией при увеличении в 2 000 раз они
не обнаруживаются.
В области высокопроизводительных режимов особенностью
формирования структуры при лазерной наплавке сплавов системы
Ni — Cr — B — Si, легированных углеродом, является возможность
возникновения квазиэвтектической структуры, содержащей вместо
трех, только две фазы: сильно пересыщенный
γ
-
твердый раствор на ос-
нове никеля и фазу типа Ni
3
B, причем размер частиц второй фазы не
превышает 5·10
–6
м [3]. Наличие такой структуры резко повышает изно-
состойкость (в 5—10 раз по сравнению с традиционными методами).
Важное место в работах, проводимых на кафедре, занимают во-
просы технологической прочности, направленные на устранение
трещин в наплавленном металле. Наличие трещин в покрытиях сни-