ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 244 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ва, к чему стремились первые разработчики, значительно ограничивает возможности управления строением и свойствами полученного материала [4, 5]. Меняя соотношение компонентов сплава либо легируя сплав дополнительными компонентами, можно добиваться значительных фазовых и структурных превращений и, как следствие, необходимых механических и эксплуатационных свойств [6–9]. В семействе ВЭС широко исследуется сплав AlFeCoCrNi с объемно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой [10–12]. Одним из методов создания оптимального соотношения между прочностью и пластичностью сплава AlFeCoCrNi является его легирование пятым компонентом, например Ti, Zr, V, Nb и др. [12]. Легирующий элемент может менять фазовый состав или параметры кристаллической решетки основной фазы сплава. Так, в работах исследовалось влияние на сплав добавки Ti [13] и Zr [14]. Оба компонента способствуют выделению в составе сплава фазы Лавеса, что меняет комплекс физико-механических свойств. При легировании Ti наилучшие механические свойства при сжатии показал сплав AlCoCrFeNiTi0,5 (σ0,2 = = 2260 МПа, σB = 3140 МПа, ε = 23,3 %) [13], при легировании Zr – сплав AlCrCoNiFeZr0,008 (σ0,2 = = 1560 МПа, σB = 3513 МПа, ε = 29,5 %) [14]. В обоих случаях достижение высоких механических свойств характерно для доэвтектоидных сплавов, состоящих из зерен твердого раствора и эвтектики, в состав которой входит твердый раствор и фаза Лавеса. При легировании сплава V не наблюдалось изменения фазового состава [15]. Весь V растворялся в твердом растворе, меняя параметры решетки, а значит, и механические свойства. Лучшие свойства показали два сплава: AlCoCrFeNiV (σ0,2 = 1726,5 МПа, HV = = 6488 МПа), AlCoCrFeNiV0,2 (σB = 3297,8 МПа, ε = 26,8 %) [15]. При легировании сплава Nb происходят похожие фазовые и структурные превращения. Атомный радиус Nb больше, чем у других элементов, что вызывает значительные искажения кристаллической решетки и, как следствие, повышает прочность сплава. Кроме того, ниобий обладает отрицательной энтальпией смешения с другими элементами, способствуя образованию фаз Лавеса с гексагональной плотноупакованной структурой и стимулируя переход микроструктуры сплава к эвтектическому строению [16]. Добавление значительной доли ниобия обычно приводит к снижению пластичности. Однако выбор оптимального количества Nb позволяет повысить прочность при сохранении достаточного уровня пластичности. В отлитом состоянии оптимальное сочетание свойств получено в сплаве AlCrCoNiFeNb0,25 (σ0,2 = 1959 МПа, σB = = 3008 МПа, ε = 10,5 %, HV = 6680 МПа) [17]. Дополнительные фазовые и структурные превращения в сплаве обеспечивает термическая обработка, что описано в предыдущей работе авторов [18]. В настоящее время для получения ВЭС в основном используются методы дуговой и вакуумной индукционной плавки [19]. Однако сплавы, изготовленные этими способами, склонны к ликвации, что часто приводит к несоответствию фактических свойств расчетным значениям. Поэтому помимо вышеупомянутых традиционных технологий для создания ВЭС часто применяется механическое легирование (Mechanical Alloying, МА) [20, 21]. Компактирование порошков ВЭС искровым плазменным спеканием (Spark Plasma Sintering, SPS) дает возможность формировать материалы с уникальным комплексом свойств [19, 22–23]. Ключевым преимуществом механического легирования является повышение растворимости элементов и стимулирование формирования твердых растворов. Так, в работе [24] исследовали эволюцию фаз в порошках сплава AlCoCrFeNi, полученных механическим легированием при различном времени размола. С увеличением времени размола наблюдается непрерывное уменьшение размера зерна, уменьшение доли ГЦК-фазы, растворяющейся в ОЦКфазе, и увеличение искажения кристаллической решетки. Время формирования общего твердого раствора составило 30 ч. Похожие результаты описаны в работах [25, 26]. Выбор времени легирования определяется скоростью вращения барабанов в шаровой мельнице (обычно от 250 до 400 об/мин) и отношением массы шаров к массе порошка, например 7:1; 10:1; 15:1. При правильном подборе перечисленных параметров МА можно получить в ВЭС AlFeCoCrNi однофазное нанокристаллическое строение [21–26]. Последующее SPS, осуществляемое в условиях совместного воздействия импульсного
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1