Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 117 MATERIAL SCIENCE Разработка сплавов на основе энтропийного подхода Ожидания и современные представления Первые работы , связанные с созданием и ис - следованием высокоэнтропийных сплавов , были выполнены в конце ХХ века . Американский па - тент на материалы этого типа на имя тайвань - ского ученого J.-W. Yeh зарегистрирован в 2002 году [1]. В 2004 году были опубликованы работы J.W. Yeh c соавторами [2] и B. Cantor c соавтора - ми [3], широко цитируемые в настоящее время . Таким образом , примерно 20 лет назад появился новый класс материалов , получивший название « высокоэнтропийные сплавы » ( ВЭС ) [2, 3- 6]. В состав этих сплавов входит от 5 до 13 элементов примерно в эквиатомном или эквимолярном со - отношении [2, 7]. Содержание каждого элемента в ВЭС составляет от 5 до 35 %. Об уровне ин - тереса , который вызывает новое направление материаловедения , свидетельствует тот факт , что за столь короткое время анализу высоко - энтропийных сплавов было посвящено более 5000 значимых работ . Среди них могут быть выделены публикации , содержащие обзор про - блем , связанных с особенностями получения , исследования , структуры и свойств многокомпо - нентных сплавов [8–17]. Интерес , проявляемый по отношению к высокоэнтропийным сплавам , был обусловлен привлекательным комплексом их свойств , в том числе прочностью , пластично - стью , износостойкостью , коррозионной стойко - стью [2, 18, 19]. В отличие от традиционных сплавов , на - пример сталей , латуней , бронз , алюминиевых или титановых сплавов , у высокоэнтропийных сплавов отсутствует понятие « основной » либо « матричный » компонент . Все присутствующие в эквиатомных соотношениях элементы являются основными , поскольку в неупорядоченном твер - дом растворе каждый из элементов системы име - ет одинаковую вероятность присутствия в каком - либо из узлов кристаллической решетки [20]. Следовательно , в высокоэнтропийных сплавах со структурой твердого раствора деление ком - понентов на основные и дополнительные ( леги - рующие ) сделать нельзя . По сути , эквиатомные сплавы располагаются в центральных обла - стях многокомпонентных диаграмм состояния . В связи с тем что из совокупности компонентов , присутствующих в значительных количествах , какой - либо из них нельзя выделить в качестве базового , иногда анализируемые многокомпо - нентные сплавы называют безосн ó вными ( не имеющими основы ), или композиционно - слож - ными [21]. Недостаточное внимание к разработке эк - виатомных сплавов , содержащих пять и более компонентов , и доминирование в прежние годы принципа разработки материалов на основе ка - кой - либо из металлических матриц объяснялось ожиданием образования в многокомпонентных смесях хрупких интерметаллических соедине - ний и формирования сложных по строению фаз . Таким образом , можно говорить об использо - вании в течение последних двух десятилетий « энтропийного » подхода к конструированию сплавов [22]. Одна из основных идей разработ - ки ВЭС заключалась в получении однофазной структуры в виде неупорядоченного твердого раствора замещения . Полагали , что присутствие фаз с упорядоченной структурой , в том числе интерметаллидов различного состава , приведет к охрупчиванию материала , состоящего из раз - личных компонентов . Характерной особенностью многокомпо - нентных сплавов является высокая энтропия смешения , снижающая склонность к образова - нию в сплавах интерметаллидов и способству - ющая образованию однофазных растворов за - мещения с ОЦК - или ГЦК - структурой . Высокая энтропия смешения рассматривается как мера вероятности сохранения структуры и фазового состава сплавов , обеспечения их термической стабильности , сохранения высоких значений ме - ханических , физических и химических свойств [23, 24]. Энтропия сплава определяется вели - чиной четырех составляющих – конфигураци - онной энтропии смешения (  S конф ), энтропией колебания атомов (  S  ), энтропией движения электронов (  S e ) и энтропией магнитных момен - тов (  S m ) [11]. Концепция разработки ВЭС основана на том , что в многокомпонентных сплавах конфигу - рационная энтропия характеризуется высоким уровнем , не типичным для традиционных мате - риалов [2, 25, 26]. По сравнению с конфигураци - онной энтропией вклад составляющих  S  ,  S m и  S e в ВЭС мал . Таким образом , наименование