ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СПЛАВЫ СИСТЕМЫ Cu – Al, ПОЛУЧЕННЫЕ ПРОВОЛОЧНО-ДУГОВЫМ АДДИТИВНЫМ СПОСОБОМ

Методами оптической, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии проведены исследования по установлению влияния алюминия, кремния и магния, а также после их термической обработки на формирование и изменение структуры, фазового состава и распределение элементов сплавов системы Cu – Al, полученных проволочно-дуговым аддитивным производством с холодным переносом металла. Определены и проанализированы основные факторы, определяющие механическое поведение сплавов системы Cu – Al после добавления кремния и магния и термической обработки. Показано, что повышенная прочность и твердость сплава Cu – Al объясняется измельчением зерна и образованием частиц вторых фаз между слоями наплавленного металла. Выявлены особенности распределения основных (Cu, Al) и второстепенных (Si, Mg) элементов в процессе проволочно-дугового аддитивного производства. В последнее время выполнены исследования сплава Cu – Al, которые показали, что алюминий как элемент твердого раствора в сплаве Cu – Al может увеличить образование деформационных двойников и плотность дислокаций. Установлено, что добавление микролегирующих элементов в сплав Cu – Al значительно улучшает его механические свойства. Выполнены исследования кинетики роста интерметаллидных соединений (CuAl₂, Cu₉Al₄, Cu₃Al) в литейных сплавах Cu – Al. В результате проведения комплекса технологических мероприятий были подобраны режимы получения аддитивных заготовок сплавов Сu – Al, Cu – Al – Si и Cu – Al – Si – Mg. В работе исследованы микроструктура, фазовый состав и механические свойства сплавов Сu – Al, Cu – Al – Si и Cu – Al – Si – Mg, полученных проволочно-дуговым аддитивным способом по технологии холодного переноса металла.

1. Шляров В.В., Ван Я., Загуляев Д.В., Абатурова А.А. Исследование микротвердости сплава Cu – Al, полученного методом холодного переноса металла. В кн.: XX меж-дународная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов-молодых ученых. 2020. С. 593–596.

2. Zhang Y., Yuan X., Huang H., Zuo X., Cheng Y. Interface corrosion behavior of copper-aluminum laminated composite plates in neutral salt fog // Materials Research Express. 2019. Vol. 6 (9). Article 0965A3. http://dx.doi.org/10.1088/2053-1591/ab30ea

3. Wang Y., Konovalov S.V., Chen X., Singh R.A., Jayalakshmi S. Influence of Silicon and Magnesium on the Mechanical Properties of Additive Manufactured Cu – Al Alloy // 3D Printing and Additive Manufacturing. 2021. Vol. 8. No. 5. P. 331–339. https://doi.org/ 10.1089/3dp.2020.0321

4. Wang Y., Konovalov S.V., Chen X, Su C., Noor Siddiquee A., Gangil N. In-situ wire-feed additive manufacturing of Cu–Al alloy by addition of silicon. Applied Surface Science. 2019, vol. 487, pp. 1366–1375. https://doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2019.05.068

5. Wang, Y. Deformation behavior of Cu–6.5 wt. % Al alloy under quasi-static tensile loading / Y. Wang, S.V. Konovalov, X. Chen, V.B. Deev, E.S. Prusov // Journal of Materials Engineering and Performance. 2021. Vol. 30 (7). P. 5086–5092.

6. Wang, Y., Su C., Konovalov S.V. Microstructure and Mechanical Properties of Cu – 6.5 % Al Alloy Deposited by Wire Arc Additive Manufacturing // Metallography, Microstructure, and Analysis. 2021. Vol. 10. P. 634–641. https://doi.org/10.1007/s13632-021-00781-3

7. Ponweiser N., Richter K.W. New investigation of phase equilibria in the system Al–Cu–Si // Journal of Alloys and Compounds. 2012. Vol. 512. P. 252–263. https://doi.org/10.1016/ j.jallcom.2011.09.076

8. Wang, Y., Konovalov S.V., Chen X., Ivanov Y., Singh R.A., Jayalakshmi S., Pan X. Microstructure and Mechanical Properties of Cu – Al Alloy Deposited by Additive Manufacturing // Materials Highlights. 2021. Vol. 2. No. 3. P. 46–51.

9. Wang Y., Chen X., Jayalakshmi S., Singh R.A., Gupta M. Process Parameters, Product Quality Monitoring, and Control of Powder Bed Fusion. Transactions on Intelligent Welding Manufacturing. 2019. Vol. 3. No. 1. P. 89–108. https://doi.org/10.1007/978-981-13-8192-8_4

10. Ковтунов А.И., Бочкарев А.Г., Плахотный Д.И. Влияние кремния на процессы формирования и свойства наплавленных сплавов системы Fe–Al // Символ науки. 2016. № 11-3 (23). С. 86–92

11. Wang Y., Konovalov S.V., Chen X., Ivanov Y., Singh R.A. Research on Сu – 6.6 % Al – 3.2 % Si alloy by dual wire arc additive manufacturing // Journal of Materials Engineering and Performance. 2021. Vol. 30. No. 3. P. 1694–1702. https://doi.org/10.1007/s11665-021-05470-4

12. Wang Y., Chen X., Konovalov S.V. Investigation of the properties of a copper-aluminum alloy in the production of an additive wire arc in situ. In: 4th Academic Conference on Special Powder Metallurgy and Procurement and Processing of Composite Materials. Yinchuan: Non-ferrous metal technology platform. 2019. P. 49.