ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ АДДИТИВНОГО СПЛАВА Al – Mg

Алюминиевый сплав серии 5xxx широко используется в автомобильной и судостроительной промышленности из-за его низкой плотности, высокой прочности на растяжение и хорошей коррозионной стойкости. В работе исследованы микроструктура и фазовый состав сплава Al – Mg, полученного методом проволочно-дугового аддитивного производства с дальнейшей электронно-пучковой обработкой. Целью настоящего исследования являлось изучение влияния электронно-пучковой обработки на структуру          Al – Mg сплава. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии проведены исследования структуры Al – Mg сплава, полученного методом проволочно-дугового аддитивного производства. Рассмотрено влияние электронно-пучковой обработки при различных плотностях энергии на образцы из сплава Al – Mg, изготовленные проволочно-дуговым аддитивным способом. Показано, что независимо от режимов электронно-пучковой обработки фазовый состав в поверхностном слое не изменяется, однако происходит увеличение средней плотности дислокаций. Проведены экспериментальные исследования фазового состава и структуры сплава Al – Mg. Определено и проанализировано влияние разных режимов электронно-пучковой обработки на изменение микроструктуры, фазовый состав и плотность дислокаций аддитивно-изготовленного Al – Mg сплава. Показано, что с увеличением плотности энергии пучка электронов размер зерен увеличивается, а содержание магния на поверхности Al – Mg сплава уменьшается. Показано, что независимо от режимов электронно-пучковой обработки фазовый состав поверхностного слоя не изменяется, однако происходит увеличение средней плотности дислокаций.

1. Santos M.C., Machado A.R., Sales W.F., Barrozo M.A.S., Ezugwu E.O. Machining of aluminum alloys: a review // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 86 (9). P. 3067−3080. http://doi.org/10.1007/s00170-016-8431-9

2. Mahmoud T.S. Effect of friction stir processing on electrical conductivity and corrosion resistance of AA6063–T6 Al alloy. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C // Journal of Mechanical Engineering Science. 2008. Vol. 222 (7). P. 1117–1123. http://doi.org/10.1243/09544062JMES847

3. Song J.M., Lui T.S., Horng J.H., Chen L.H., Chen T.F. Vibration behavior of a precipita-tion-hardening aluminum alloy under resonance // Scripta Materialia. 2004. Vol. 51 (12). P. 1153–1157. http://doi.org/10.1016/j.scriptamat. 2004.08.013

4. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. Москва: МИСиС, 2005.

5. Гэн Я., Панченко И.А., Чэнь С., Ко-новалов С.В., Иванов Ю.Ф. Модификация импульсным электронным пучком поверхности образцов Al – Mg-сплава, полученного методами аддитивных технологий: структура и свойства // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследова-ния. 2021. № 5. С. 42-46. http://doi.org/ 10.31857/S1028096021050083

6. Гэн Я., Панченко И.А., Чэнь С., Иванов Ю.Ф., Розенштейн Е.О., Коновалов С.В. Анализ механических свойств Al – Mg сплава после обработки поверхности электронным пучком. В кн.: Физика конденсированных состояний: Тезисы II Международной конференции ФКС-2021, посвященной 90-летию со дня рождения академика Ю.А. Осипьяна (1931 – 2008), Черноголовка, 31 мая – 04 июня 2021 года. Черноголовка: Институт физики твердого тела РАН, 2021. С. 373. http://doi.org/10.26201/ISSP. 2020/FKS-2.218

7. Derekar K.S. A review of wire arc additive manufacturing and advances in wire arc additive manufacturing of aluminium // Materials Science and Technology. 2018. Vol. 34 (8). P. 895–916. http://doi.org/10.1080/02670836. 2018.1455012

8. LaMonica M. Additive manufacturing // Technology Review. 2013. Vol. 116 (3). P. 58–59. http://doi.org/10.2514/1.B35455

9. Hao Y., Gao B., Tu G.F., Cao H., Hao S.Z., Dong C. Surface modification of Al-12.6Si alloy by high current pulsed electron beam // Applied Surface Science. 2012. Vol. 258 (6). P. 2052–2056. http://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0317

10. Fu Y. Hu J., Shen X., Wang Y., Zhao W. Surface hardening of 30CrMnSiA steel using continuous electron beam // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2017. Vol. 410. P. 207–214. http://doi.org/10. 1016/j.nimb.2017.08.014

11. Petrov P. Optimization of carbon steel elec-tron-beam hardening // Journal of Physics: Conference Series. 2010. Vol. 223 (1). Article 012029. http://doi.org/10.1088/1742-6596/ 223/1/012029

12. Эволюция структуры и свойств легких сплавов при энергетических воздействиях / В.Е. Громов, С.В. Коновалов, К.В. Аксенова. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН, 2016. 240 с.

13. Коновалов С.В., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф. Влияние внешних энергетических воздействий на структуру и фазовый состав титана при многоцелевой усталости. Москва: Изд-во СО РАН, 2020. 183 с.

14. Su C., Chen X., Gao C., Wang Y. Effect of heat input on microstructure and mechanical properties of AlMg alloys fabricated by WAAM // Applied Surface Science. 2019. Vol. 486. P. 431–440.

15. Yang S., Guo Z., Zhao L., Zhao L., Guan Q., Liu Y. Surface microstructures and high-temperature high-pressure corrosion behavior of N18 zirconium alloy induced by high current pulsed electron beam irradiation // Applied Surface Science. 2019. Vol. 484. P. 453–460.

16. Geng Y., Panchenko I., Konovalov S., Chen X., Ivanov Y. Effect of electron beam energy densities on the surface morphology and tensile property of additively manufactured Al-Mg alloy // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2021. Vol. 498. P. 15–22. http://doi.org/10.1016/j.nimb. 2021.04.008