В Шанхайском университете Цзяотун стабилизировали печать Fe3Al при 105–125 А

В исследовании, опубликованном в журнале «中国焊接：英文版», специалисты из Шанхайского университета Цзяотун и партнерских институтов изучили влияние силы тока на микроструктуру и механические свойства сплава Fe-30Al-0.3C-Si-Mn, полученного методом электродугового прямого осаждения энергии двумя проволоками (TW-DED-arc) sciencedirect.com中国焊接：英文版sciencedirect.comОткрыть источник ↗. Авторы изготовили 50-слойные лабораторные образцы, раздельно подавая стальную и алюминиевую проволоки в общую сварочную ванну при токах 105, 115 и 125 А.

Микроструктура и поведение карбидов

Сплавы на основе Fe₃Al обладают хрупкостью при комнатной температуре, а циклический нагрев при послойной дуговой наплавке приводит к росту зерна. В процессе TW-DED-arc в металлической матрице Fe₃Al формировались карбидные выделения Fe₃AlC₀.₅ in situ. Повышение силы тока увеличивало температуру расплава и накопление тепла, из-за чего карбиды укрупнялись и образовывали непрерывные цепочки по границам зерен. Тем не менее частицы стимулировали зарождение зерен и сдерживали их разрастание, сохранив микроструктуру и среднюю микротвердость стабильными во всем диапазоне параметров.

Механические свойства и анизотропия

Испытания на растяжение выявили зависимость между прочностью и пространственной анизотропией образцов. При силе тока 115 А сплав показал максимальную прочность на растяжение: около 431 МПа в горизонтальном направлении и 327 МПа в вертикальном. При этом расхождение между направлениями оказалось наибольшим. Повышение тока до 125 А уменьшило анизотропию, но не привело к росту абсолютных значений прочности. Авторы отметили, что образование карбидов расширяет технологическое окно параметров для аддитивного производства алюминидов железа.