Review of alloys developed using the entropy approach
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 125 MATERIAL SCIENCE Второй из основных эффектов высокоэнтро - пийных сплавов – эффект искажений кристал - лической решетки . Обусловлен он различием размеров атомов , из которых состоит многоком - понентная система . Степень искажений мини - мальна при соседстве атомов , близких по своим размерам . В сплавах , состоящих из атомов , су - щественно различающихся по размерам , форми - руются более крупные пустоты – междоузлия . В этих пустотах могут располагаться внедрен - ные атомы , формирующие область локальных напряжений [17]. Источниками искажений яв - ляются также крупные атомы , расположенные в узлах кристаллической решетки и окруженные более мелкими атомами , положение которых так - же соответствует узлам решетки . Искажения кри - сталлической решетки в значительной степени определяют уровень прочностных свойств ВЭС . Замедленная диффузия представляет собой третий эффект , определяющий стабильность структуры и комплекс свойств высокоэнтропий - ных сплавов . Благоприятное влияние низкой скорости диффузии отражается в повышении термической и химической стабильности ВЭС [105, 106]. В качестве факторов , объясняющих торможение диффузионных процессов , отме - чают искажения кристаллической решетки и иные особенности , характерные для ВЭС [4, 6, 37, 107]. Вскрытые в ряде работ противоречия позволяют сделать вывод , что подтверждение или опровержение эффекта замедленной диф - фузии в ВЭС требует дополнительных исследо - ваний [17]. Термин « коктейльный эффект » предполагает , что в сложной по составу системе проявляется эффект смешения , не доступный каждому из его компонентов в отдельности . По сути , этот тер - мин является синонимом такого понятия , как си - нергетический эффект . Из всей совокупности механических свойств ВЭС в большей степени внимание специалистов уделялось показателям прочности . В то же время принципиальное значение имеет вопрос о хруп - кости высокоэнтропийных сплавов , степень ко - торой определяется пластичностью , ударной вязкостью и трещиностойкостью материалов . Следует подчеркнуть , что отсутствие охрупчи - вающих фаз является одним из отличительных требований к ВЭС , определяющих их технологи - ческие свойства , в частности , деформируемость при обработке давлением в холодном состоянии . С учетом этих представлений полагают , что вы - сокая энтропия смешения , препятствующая формированию в ВЭС интерметаллидных фаз и способствующая образованию преимуществен - но неупорядоченных твердых растворов заме - щения , является фактором , благоприятно отра - жающимся на сочетании прочностных свойств и склонности их к деформации [26, 7, 108–110]. Совокупность показателей прочности и пластич - ности позволяет в первом приближении оценить перспективы разрабатываемых материалов в ка - честве конструкционных . Анализ свойств ВЭС в различных условиях внешнего воздействия описан во многих рабо - тах [8, 9, 11, 13, 15, 35, 111]. Наибольший объ - ем информации связан с системами на основе 3d- переходных металлов . Уровень прочностных свойств некоторых из них можно определить , как высокий [17]. В соответствии с данными , представленными в работе [112], величина этого показателя для сплава Co 30 Cr 10 Fe 50 V 10 достигает 2000 МПа . При этом уровень деформации , со - ответствующий разрушению материала , дости - гает 71 %. Имеющие структуру ГЦК твердого рас - твора отливки из высокоэнтропийного сплава CoCrFeNiMn являются высокопластичными ( = 68 %) и обладают при этом низким уров - нем прочностных свойств ( 0,2 = 140 МПа , в = = 443 МПа ) [82]. Аналогичные выводы автор ра - боты сделал относительно четырехкомпонент - ного сплава CoCrFeNi. В отличие от марганца , введение которого на прочностных свойствах и пластичности четырехкомпонентной системы существенно не отражается , роль ванадия , при - водящего к формированию хрупкой - фазы , в снижении пластичности сплавов CoCrFeNiV и CoCrFeNiMnV весьма заметна . Легированные ванадием сплавы проявляют заметную пластич - ность лишь при воздействии сжимающих напря - жений . Низкий уровень пластичности (0,2 %) характерен также для сплавов CoCrFeNiAlCu с многофазной структурой при комнатной темпе - ратуре . Термическая стабильность ВЭС предпола - гает сохранение структуры разупорядоченного твердого раствора при нагреве материала и вы - держке его в высокотемпературном состоянии . Результатом упорядочения твердого раствора в
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1