128
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
риод кристаллической решетки которых по сравнению с Ni-матрицей
отличается на 0,3…0,5 %. При высоких температурах происходит
разупрочнение этого сплава вследствие огрубления частиц
γ
′-
фазы
Ni
3
Al, вызванного ускорением диффузионных процессов и уменьшени-
ем объемной доли вторичных выделений
γ
′-
фазы Ni
3
Al в результате по-
вышения ее растворимости в
γ
-
Ni-матрице [5].
Важная задача, вызванная потребностями авиационной промыш-
ленности, — восстановление лопаток газотурбинных двигателей, вы-
полненных из жаропрочных сплавов с интерметаллидным упрочнени-
ем. Такие сплавы имеют ограниченную свариваемость или несваривае-
мы. При термическом воздействии в наплавленном металле и ЗТВ
возникают трещины. Высокая концентрация энергии лазерного излуче-
ния в пятне нагрева способствует созданию благоприятных условий для
формирования наплавленного слоя и повышения технологической
прочности. Методом объемного формообразования удается восстано-
вить объемные элементы, утраченные, например, в процессе работы ло-
патки. Весьма перспективны для применения в газотурбинных двигате-
лях пятого поколения монокристальные лопатки. При изготовлении
этих весьма дорогостоящих изделий возникает большое количество
брака. Работы, проведенные на кафедре «Лазерные технологии в маши-
ностроении», показали принципиальную возможность устранения по-
верхностных дефектов в них методом объемного лазерного формообра-
зования [5].
При этом возникает не менее сложная задача, связанная с необ-
ходимостью создания в наплавленном металле переходных структур
со специальными свойствами, изменяющимися в пределах объема
изготовляемой детали. Трудности заключаются в необходимости
сбалансированного дозирования энергии лазерного излучения и ко-
личества подаваемого порошка. В зависимости от сочетания этих
факторов можно достичь полного или частичного оплавления, либо
сохранить нерасплавленными частицы порошка в лазерном луче. Ча-
стичное оплавление частиц позволяет получить композитную струк-
туру. В этом случае закристаллизовавшийся в условиях лазерного
переплава основной металл является матрицей, в которую внедрены
нерасплавившиеся и придающие изделию специальные свойства ча-
стицы порошка [7]. На рис. 5,
г
,
показана нерасплавившаяся частица
порошка, обнаруженная в объеме наплавленного металла.
Наряду с упрочняющим действием, нерасплавившийся порошок
создает дополнительные центры кристаллизации, которые способству-
ют получению дисперсной разориентированной первичной структуры.
В зоне сплавления валиков наблюдается возникновение полиэдров, что
свидетельствует о высоком термоконцентрационном переохлаждении в
объемах металла, прилегающих к линии сплавления.
Сформировать композитную структуру при лазерной наплавке
возможно сохранением карбидов, подаваемых в расплав вместе с
присадочным металлом или выделением из расплава карбидов, рас-