Comparison of approaches based on the Williamson-Hall method for analyzing the structure of an Al0.3CoCrFeNi high-entropy alloy after cold deformation

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 3 2022 93 MATERIAL SCIENCE Для проведения рентгеноструктурного анализа в первую очередь использовалась классическая модель Вильямсона–Холла, в соответствии с которой уширение пиков зависит от параметров микроструктуры образца следующим образом: 0, 9 2 , K K D     (5) где 2 sin K    – координата обратного пространства; cos 2 K       ;  – относительное искажение кристаллической решетки;  – длина волны; D – средний «видимый» размер областей когерентного рассеяния. Как отмечалось во введении, анизотропия упругих свойств материалов обусловливает высокую ошибку при аппроксимации данных профильного анализа классическими методами профильного анализа. Поэтому в рамках настоящей работы кроме классической модели Вильямсона– Холла использовалось несколько других моделей. В ряде случаев снизить ошибку аппроксимации позволяет введение поправки, которая основывается на предположении, что искажения кристаллической решетки в каком-либо из направлений зависят от модуля упругости кристалла вдоль данного направления [11]. Эта модель имеет вид 0, 9 , hkl K K D E     (6) где  – изотропное упругое напряжение; hkl E – модуль упругости вдоль нормали к плоскости ( ) hkl . Кроме того, полученные данные анализировались с использованием модели, основанной на предположении о дислокационной природе искажений кристаллической решетки. Данный подход называется модифицированным методом Вильямсона–Холла [12]. В случае кубических поликристаллических материалов уравнение, лежащее в основе данной модели, имеет следующий вид:   2 2 ( ) / K W g a K       2 00[1 ], h AC qH   (7) где 2 (0, 9 / ) D   ;  – параметр, отражающий вероятность обнаружения дефектов упаковки и двойников; ( ) W g – коэффициенты, зависящие от кристаллографических индексов направления [ ] hkl [13, 14]; a – параметр решетки; A – параметр, зависящий от средней плотности дислокаций, средней длины вектора Бюргерса и взаимного расположения дислокаций; 00 h C – средний дислокационный контрастный фактор в направлении [ 00] h ; q – параметр, зависящий от упругих свойств материала; 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) / ( ) H h k h l k l h k l      . Согласно ряду литературных источников модифицированный метод Вильямсона–Холла отличается наиболее низкой ошибкой аппроксимации [11, 15]. Более подробное описание реализации этого метода описано в работах [11, 15, 16]. Микротвердость образцов оценивали с использованием метода Виккерса на полуавтоматическом твердомере Wolpert Group 402MVD. Нагрузка на четырехгранный алмазный индентор составляла 0,98 Н, время выдержки под нагрузкой было равно 10 с. Результаты исследований Считается, что многоэлементный состав высокоэнтропийных сплавов приводит к существенным искажениям их кристаллической решетки даже до проведения пластической деформации. Данная особенность обусловливает дополнительное уширение дифракционных максимумов недеформированных образцов. Кроме того, в уширение дифракционных максимумов вносит заметный вклад сам инструмент, используемый для проведения дифракционных исследований. Для того чтобы учесть вклад обоих факторов и анализировать только эффекты, обусловленные изменением структуры образцов, в качестве эталона был использован недеформированный образец ВЭС того же состава, обладающий гомогенной структурой. Для этого была проведена предварительная термомеханическая обработка ВЭС, заключающаяся в пластической деформации и последующем длительном низкотемпературном отжиге. Согласно результатам исследований (рис. 1, а, б) структура сплава

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1