Исследование пористости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков

   Целью настоящей работы являлось исследование пористости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных железохромоникелевых порошков, изготавливаемых путем переработки металлоотходов.

   Методы. При выполнении исследований, направленных на достижение поставленной цели, в соответствии с планом эксперимента использовалось следующее оборудование: установка для получения электроэрозионных железохромоникелевых порошков – оригинальная запатентованная; сырье для получения железохромоникелевых порошков – сплав марки 20Х25Н20С2; рабочая жидкость – спирт изопропиловый; установка для селективного сплавления – оригинальная запатентованная; оборудование для изучения микроструктуры аддитивного образца – микроскоп электронный растровый Nova NanoSEM 450; оборудование для изучения пористости аддитивного образца – оптический инвертированный микроскоп Olympus GX51, оснащённый программным обеспечением, предназначенным для количественного анализа цифровых изображений микроструктуры.

   Результаты. В рамках поставленной задачи, направленной на исследование пористости образцов, полученных методом селективного сплавления электроэрозионных железохромоникелевых порошков, были получены следующие результаты. Установлено, что суммарная пористость материала составляет около 2,64 %. При этом более 70 % выявленных пор характеризуются размером менее 0,5 мкм. Формирование практически беспористой структуры аддитивных образцов обусловлено присутствием в электроэрозионных железохромоникелевых порошках частиц различных фракций, что способствует их более плотной укладке в процессе сплавления. Исследование микроструктуры показало, что аддитивный образец обладает однородной мелкозернистой структурой; средний размер зерна составляет приблизительно 5 мкм. Уровень пористости, а также характер распределения пор по размерам оказывают существенное влияние на механические характеристики материала и определяют возможные области его практического применения.

   Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что пористость и распределение пор по размерам в аддитивном образце являются ключевыми факторами, в значительной степени определяющими его механические свойства и перспективы использования в науке и промышленности.

1. Разработка конструкции и технологии изготовления импеллера флотационной машины на основе аддитивных технологий / Л. В. Седых, П. В. Борисов, А. Н. Пашков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. Т. 64, № 5. С. 366-373. doi: 10.17073/0368-0797-2021-5-366-373. EDN: PGYVKL.

2. Технология получения мелкодисперсного порошка карбида вольфрама для аддитивных технологий SLM-печати / Е. Н. Кузьмичев, Э. Х. Ри, Е. Н. Дроздов, Д. Н. Никитин // Цветные металлы. 2025. № 10. С. 67-73. doi: 10.17580/tsm.2025.10.11. EDN VMNARX.

3. Гусляков В. В., Давыдов В. М., Якуба Д. Д. Восстановление сложнопрофильных деталей на основе аддитивных технологий // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 3(24). С. 17-23. EDN: OVOKJV.

4. Саубанов М. Н., Смагин А. А. Разработка и внедрение технологии изготовления порошков из титановых сплавов и деталей из них по аддитивным технологиям // Титан. 2024. № 1(81). С. 27-32. EDN: QFFQTJ.

5. Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Б. А. Семенихин [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 2(74). С. 13-16. EDN: LVQSGC.

6. Ageev E. V., Ageeva A. E. Phase Composition of Titanium Powders Obtained for Additive Machines by Electrodispersion of OT4 Alloy Waste in Alcohol // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. 4. P. 379-385. doi: 10.1134/S1052618824700213. EDN: NQWOWQ.

7. Агеев Е. В., Новиков Е. П., Алтухов А. Ю. Технология переработки алюминиевых деталей автомобилей до микро и нанофракций // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. Т. 2, № 1(2). С. 328-332. doi: 10.12737/14066. EDN: UQGRVT.

8. Manufacture of Cobalt–Chromium Powders by the Electric Discharge Dispersion of Wastes and Their Investigation / R. A. Latypov, E. V. Ageev, A. Y. Altukhov, E. V. Ageeva // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, no. 12. P. 1177-1180. doi: 10.1134/S0036029518120108. EDN MWHYYK.

9. Агеев Е. В., Агеева А. Е. Размерные характеристики титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2024. № 1. С. 20-25. doi: 10.52261/02346206_2024_1_20. EDN: DDZOTL.

10. Ageev E. V., Ageeva E. V., Altukhov A. Y. Additive Products from Electroerosion of Cobalt-Chromium Powder // Metallurgist. 2022. Vol. 65, no. 9-10. P. 1157-1162. doi: 10.1007/s11015-022-01259-5. EDN: RTAFES.

11. Ageev E. V., Ageeva E. V., Altukhov A. Yu. Structure and properties of iron-chromium-nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in alcohol // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 30. P. 66-71. doi: 10.17580/cisisr.2025.02.11. EDN: IRNPUH.

12. Агеев Е. В., Агеева Е. В., Воробьев Е. А. Гранулометрический и фазовый составы порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в керосине // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4(112). С. 11-14. EDN: SAMGBH.

13. Ageev E. V., Ageeva A. E. Microstructure and Elemental Composition of Titanium Powders for Additive Machines Obtained by Electrodispersion of OT4 Alloy Metal Waste in Water // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. S2. P. S150-S155. doi: 10.1134/S1052618824701450. EDN: CNNLDQ.

14. Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, А. С. Чернов [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1(46). С. 85-090. EDN: PGMCAA.

15. Ageev E. V., Ageeva E. V., Altukhov A. Yu. Structure and properties of iron-chromium-nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in distilled water // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 77-81. doi: 10.17580/cisisr.2025.01.14. EDN: RAQVAE.

16. Агеев Е. В., Агеева А. Е. Фазовый состав титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2024. № 4. С. 90-96. doi: 10.31857/S0235711924040129. EDN: OYGBGW.

17. Аддитивные изделия из электроэрозионных кобальтохромовых порошков / Р. А. Латыпов, Е. В. Агеев, А. Ю. Алтухов, Е. В. Агеева // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 40-45. doi: 10.17580/tsm.2022.04.05. EDN: JKSCRU.

18. Получение износостойких порошков из отходов твердых сплавов / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Б. А. Семенихин [и др.] // Заготовительные производства в машиностроении. 2010. № 12. С. 39-44. EDN: NBXQRT.

19. Анализ пористости и микротвердости безвольфрамовых твердых сплавов, изготовленных на основе электроэрозионных порошков, полученных переработкой отходов сплава ТН20 электроэрозионным диспергированием в воде / Е. В. Агеева, Н. М. Хорьякова, Б. Н. Сабельников, А. Е. Агеева // Упрочняющие технологии и покрытия. 2025. Т. 21, № 2(242). С. 62-66. doi:10.36652/1813-1336-2025-21-2-62-66. EDN: TFKGAE.

20. Агеев Е. В., Кругляков О. В., Поданов В. О. Пористость жаропрочного сплава, изготовленного искровым плазменным спеканием никелевого порошка, полученного электродиспергированием сплава ЖС6У в воде // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2023. № 1(43). С. 98-103. doi: 10.57070/2304-4497-2023-1(43)-98-103. EDN: JOMPXW.