Review of alloys developed using the entropy approach

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 119 MATERIAL SCIENCE ментальных исследований . На примере системы CoCrFeNi показано , что структура сплавов , по - лученных при добавлении в них таких элемен - тов , как марганец , алюминий или ванадий , су - щественно отличается . Так , например , введение в сплав алюминия приводит к формированию многофазной структуры [28]. При соблюдении определенных условий для системы CoCrFeNiV также характерно присутствие нескольких фаз [29]. Следует подчеркнуть , что информация о строении ВЭС , считавшихся изученными , по - стоянно корректируется и дополняется новыми данными . В своем обзоре [17] А . С . Рогачев в качестве предшественников высокоэнтропийных спла - вов отмечает объемные аморфные сплавы (bulk amorphous alloys, металлические стекла ), кото - рые , как и ВЭС , могут содержать широкий на - бор компонентов . Материалы обоих типов прин - ципиально отличаются степенью стабильности структуры . Металлическое стекло представляет собой метастабильную фазу , атомы которой на стадии охлаждения не успевают перестроиться и сформировать структуру кристаллического типа . Метастабильность аморфной фазы проявляется в том , что при нагреве материала и выполнении определенных температурно - временных усло - вий атомы перестраиваются с формированием кристаллической структуры . В однофазных ВЭС разнородные атомы на стадии охлаждения расплава случайным образом располагаются в узлах кристаллической решетки ( ГПУ , ОЦК или ГЦК ) и образуют , таким образом , разупорядо - ченный твердый раствор замещения . По степе - ни стабильности ВЭС , решетки которых суще - ственно искажены из - за соседства различных по размеру атомов , занимают промежуточное положение между металлическими стеклами и стабильными фазами , характеризующимися малой плотностью дефектов кристаллического строения [17]. Активно анализируются многокомпонент - ные высокоэнтропийные сплавы , характеризу - ющиеся сложным многофазным строением [30]. Экспериментально установлено , что в сплаве CrFeNiCoAlCu может быть образовано более шести фаз [31], часть из которых является нано - размерными . К ним могут быть отнесены спла - вы , содержащие аморфную фазу [32], а также смеси интерметаллидных фаз [33]. Состав высокоэнтропийных сплавов Общее число элементов , входящих в раз - личные семейства высокоэнтропийных сплавов , составляет около 40. Сочетание в сплавах пяти - двадцати компонентов дает возможность полу - чения огромного числа высокоэнтропийных сплавов [10, 34]. Отмечается , что реально из - учено всего лишь около пятисот материалов , от - носящихся к семейству ВЭС [11, 17]. Стратегия выбора состава ВЭС определяется множеством факторов , важнейшие из которых связаны с ус - ловиями эксплуатации материала [26]. Сплавы на основе 3d переходных элементов являются одними из наиболее изученных в на - стоящее время ВЭС . В каждый из них входит , по крайней мере , 4 из 9 элементов : Fe, Co, Cr, Ni, Mn, Al, Ti, Cu, V [2, 3, 15, 35]. Интерес к матери - алам этого семейства был обусловлен такими их качествами , как высокая твердость , положитель - ный температурный коэффициент упрочнения , высокие значения износо - и коррозионной стой - кости [2, 5, 18, 30, 36, 37]. Хорошо известным и часто обсуждаемым пятикомпонентным ВЭС является сплав CoCrFeMnNi, предложенный на - учному сообществу в 2004 году [3]. В литера - туре этот однофазный материал со структурой неупорядоченного твердого раствора замеще - ния именуется иногда сплавом Кантора или « канторовским сплавом ». Одним из наиболее изученных материалов , относящихся к классу высокоэнтропийных сплавов , является AlCoCr- CuFeNi [2, 7, 30, 38, 39]. Кроме 3d переходных элементов в состав полиметаллических ВЭС входят и другие элементы , например цирконий : AlTiVFeNiZr, AlTiVFeNiZrCoCr, CuTiVFeNiZ- rCoCr, MoTiVFeNiZrCo, MoTiVFeNiZrCoCr, CuTiVFeNiZrCo и др . [1]. Большой объем исследований связан со спла - вами на основе тугоплавких металлов (Hf, Ta, Mo, Nb, V, W, Cr, Zr, Ti). В третью группу ВЭС , которой уделяется повышенное внимание спе - циалистов , входят легкие сплавы (Al, Sn, Be, Li, Mg, Ti, Sc, Si, Zn). Во все перечисленные много - компонентные материалы входят алюминий и титан [17]. Четвертое семейство ВЭС основано на использовании переходных 4f- металлов ( ред - коземельные элементы Gd, Dy, Lu, Tm, Tb, Y). Выделяют также пятое (Cu, Al, Mn, Ni, Zn, Sn) и шестое (Au, Ag, Cu, Co, Cr, Ni, Pt, Pd, Ru, Rh)