OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 245 MATERIAL SCIENCE тока, высокой скорости нагрева и одноосного давления, обеспечивает ускоренную диффузию атомов в местах локального нагрева на границах контакта консолидирующихся частиц [19]. При SPS сплавов системы AlFeCoCrNi благодаря высокой скорости протекания процесса удается сохранить метастабильные фазы и часть ультрамелкозернистой структуры с высокой плотностью дефектов кристаллического строения [22]. Такая структура отличается от крупнозернистой структуры, полученной при прямом спекании, как описано в работе [25]. Отмечается, что SPS приводит к частичному превращению ОЦК-фазы в ГЦК-фазу, что существенно улучшает механические свойства сплава. Остается открытым вопрос, что происходит с оставшейся ОЦК-фазой. В работе [24] описана ее перест ройка в В2-фазу – упорядоченную модификацию ОЦК-решетки на основе AlNi. Однако следует отметить, что фазы B2 и ОЦК неразличимы методами стандартного рентгенофазового анализа [22]. В настоящем исследовании были получены высокоэнтропийные сплавы системы AlFeCoCrNiNbx с молярной долей х = 0; 0,25; 0,5; 0,75 методом МA в течение 40 ч с последующим SPS при температуре 1000 °C. Было исследовано влияние содержания Nb на поведение при механическом легировании, микроструктуру и механические свойства сплавов после последующего SPS. Целью работы является исследование влияния содержания Nb на микроструктуру и свойства высокоэнтропийного сплава AlFeCoCrNiNbх, полученного с помощью комбинированного метода механического легирования и последующего искрового плазменного спекания. В рамках цели были поставлены следующие задачи. 1. Исследовать структурно-фазовое состояние и внешнюю морфологию порошков сплавов системы AlCoCrFeNiNbх, полученных МА. 2. Описать фазовые и структурные превращения, происходящие в сплавах при компактировании методом SPS. 3. Оценить механические свойства, определяемые испытанием на сжатие и измерением микротвердости. 4. Определить зависимость между формируемой структурой и свойствами исследуемых сплавов. Методика исследований В качестве исходных материалов использовались порошки Al, Co, Cr, Fe, Ni и Nb чистотой 99,9 % со средним размером частиц 50 мкм. Методом механического легирования были получены высокоэнтропийные сплавы AlFeCoCrNiNbₓ (где x – молярная доля, x = 0; 0,25; 0,5; 0,75). Для упрощения образцы были названы Nb0, Nb0,25, Nb0,5, Nb0,75 в соответствии с молярной долей в сплаве Nb. Выбор состава сплавов был обусловлен тем, что предел растворимости ниобия в твердом растворе AlCoCrFeNi составляет менее 4,76 ат. % (соответствует x = 0,25) [17]. В этом случае Nb при МА может полностью растворяться в общем твердом растворе и вносит вклад в упрочнение преимущественно за счет твердорастворного механизма упрочнения. При превышении мольной концентрации Nbx = 0,25 в составе сплава формируется упрочняющая фаза Лавеса. В работах предыдущих авторов мало информации о том, как избыток Nb влияет на формирование структуры сплава при МА и при последующей SPS-консолидации, поэтому исследование сплавов системы AlCoCrFeNi, легированных Nb с мольной долей от 0,25 до 0,75, представляет научный интерес [27]. Измельчение проводили в планетарной шаровой мельнице модели QM-3SP4. Размольные шары и барабаны были выполнены из нержавеющей стали 03Х17Н14М3. Чистота помола обеспечивалась химическим составом стали. Благодаря трем основным компонентам – Fe (основному), Cr (16…18 масс. %) и Ni (13…15 масс. %), совпадающим с составом исследуемого сплава, а также малой доле углерода (0,03 масс. %), посторонние примеси в продукт не попадали. Для предотвращения окисления в процессе легирования барабан неоднократно вакуумировали, а весь процесс в камере проводили в атмосфере высокочистого аргона. В качестве противоагломерирующей добавки использовали 3 масс. % стеариновой кислоты. Соотношение массы шаров к массе порошка составляло 10:1, скорость вращения – 300 об/мин, время измельчения – 40 ч. После завершения измельчения порошок просеивали через сито 75 мкм для получения конечного продукта. Порошковый сплав консолидировали на установке SPS. Пресс-формы, пуансоны и уплотнительные прокладки, использовавшиеся в про-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1