КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 03Х17Н12М2, ПОЛУЧЕННОЙ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Аннотация

Проведены комплексные исследования физико-механических свойств и структуры хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали 03Х17Н12М2, изготовленной по технологии послойного лазерного сплавления. Получены значения плотности, предела прочности при растяжении, микротвердости, модуля сдвига, нанотвердости и модуля Юнга, а также результаты исследования структуры и фазового состава методами растровой электронной микроскопии, дифракции отраженных электронов, рентгеновской дифракции при использовании различных технологических режимов сплавления. В целях сопоставления полученных данных был использован интегральный параметр – объемная плотность энергии, то есть энергии, получаемой единицей объема материала. Результаты испытаний показали, что значения механических свойств превышают соответствующие характеристики зарубежной стали аналогичного состава (типа 316L), изготовленной как с использованием традиционных технологий, так и с помощью технологии послойного лазерного сплавления. Показано, что изменение объемной плотности энергии в рассматриваемом диапазоне 45–130 Дж/мм³ оказывает незначительное влияние на физико-механические свойства материала. Микроструктурный анализ также показал крайне слабую зависимость среднего размера зерна и морфологии зерен от объемной плотности энергии. При этом было обнаружено наличие нелинейных корреляций между значениями объемной плотности энергии и величиной упругой составляющей при наноиндентировании, долей малоугловых границ и уровнем остаточных напряжений первого рода. Полученные результаты указывают на то, что скорость охлаждения при послойном лазерном сплавлении, зависящая от объемной плотности энергии, оказывает существенное влияние на параметры формирующейся структуры на микроуровне, такие как тип границ, количество и подвижность дислокаций и пр., что является важным фактором при эксплуатации материала.