ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 137 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Влияние термической обработки на строение и свойства высокоэнтропийного сплава AlCoCrFeNiNb0.25 Жанна Ковалевская а, *, Юаньсюнь Лю b Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия a https://orcid.org/0000-0003-3040-8851, kovalevskaya@tpu.ru; b https://orcid.org/0009-0002-8501-2643, yuansyun1@tpu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 3 с. 137–150 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-137-150 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 620.173.22 История статьи: Поступила: 10 апреля 2025 Рецензирование: 24 апреля 2025 Принята к печати: 13 июня 2025 Доступно онлайн: 15 сентября 2025 Ключевые слова: Высокоэнтропийный сплав AlCoCrFeNiNb0.25 Термическая обработка Микроструктура Микротвердость Испытания на сжатие АННОТАЦИЯ Введение. В настоящее время одним из наиболее изучаемых высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) является система CoCrFeNi с добавлением пятого компонента. Примером такого сплава служит AlCoCrFeNi, легированный дополнительными элементами. Легирование Nb способствует образованию в сплаве твердого раствора и вторичной фазы Лавеса, а также приводит к образованию эвтектики между этими фазами. Оптимальное сочетание механических свойств, достигаемое в сплаве доэвтектического состава AlCoCrFeNiNb0.25, стало основанием выбора данного сплава для последующих исследований в условиях термообработки. Цель работы: исследование влияния термической обработки, включающей нагрев до температур 900, 1000 и 1100 °C с последующим охлаждением на воздухе, на структуру и свойства ВЭС AlCoCrFeNiNb0.25. Методы исследования: оптическая металлография, рентгеноструктурный анализ, измерение микротвердости и испытания на сжатие. Результаты и обсуждение. Сплав AlCoCrFeNiNb0.25 сохраняет структуру твердого раствора на основе ОЦК-фазы не только в литом состоянии, но и после термообработки. Независимо от режимов термообработки в сплаве сохраняется доэвтектическая структура, состоящая из дендритов твердого раствора и эвтектики с фазой Лавеса в междендритном пространстве. Термообработка приводит к изменению фазового состава сплава и совершенствованию структурных составляющих. При нагреве до 900 °C наряду с существующими твердым раствором и фазой Лавеса в структуре выделяется σ-фаза, повышающая микротвердость сплава, однако не обеспечивающая улучшения прочностных свойств в связи со своими низкими пластическими характеристиками. Прочностные характеристики сплава существенно улучшаются при термообработке с нагревом до 1000 и 1100 °С. Нагрев до 1100 °С сопровождается увеличением остаточной деформации. Основными причинами подобного эффекта могут быть превращения, происходящие как в твердом растворе ОЦК-фазы (растворение В2-фазы, перестройка субструктуры, увеличение параметра решетки), так и в эвтектике (увеличение доли фазы Лавеса, совершенствование эвтектических ячеек). Для цитирования: Ковалевская Ж.Г., Лю Ю. Влияние термической обработки на строение и свойства высокоэнтропийного сплава AlCoCrFeNiNb0.25 // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 3. – С. 137–150. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.3-137-150. ______ *Адрес для переписки Ковалевская Жанна Геннадьевна, д.т.н., профессор Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, 634050, г. Томск, Россия Тел.: +7 3822 706-351, e-mail: kovalevskaya@tpu.ru Введение Уже более двадцати лет мировое сообщество материаловедов создает и исследует новую группу металлических сплавов, названных высокоэнтропийными сплавами (ВЭС) [1–4]. По сравнению с обычными металлическими сплавами на основе одного основного компонента ВЭС содержат несколько основных компонентов в эквиатомной или близким к ней концентрациях [3]. Благодаря высокой энтропии смешивания ВЭС обычно представляют собой неупорядоченные твердые растворы. Подобный фазовый состав выигрывает тем, что имеет более высокую способность к упрочнению и хорошие показатели пластичности, и это делает ВЭС перспективными для использования в качестве конструкционных материалов [4–6]. Одной из наиболее изученных является система CoCrFeNi с добавлением пятого элемента, такого как Cu, Мо, Mn, Al [7–11]. Например, сплав AlCoCrFeNi был широко изучен и показал превосходную синергию между составляющими элементами и возможность контролировать фазовый состав и структуру, например, термической обработкой. В результате получаемый сплав обладает удачным сочетанием прочностных и пластических свойств [12–19].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1