OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 247 MATERIAL SCIENCE Расхождение в значениях содержания элементов между исходными порошковыми смесями и компактированными образцами может быть связано с особенностью получения данных. В случае порошка данные снимались с поверхности частиц, а в случае компактированного материала – с поперечного шлифа, т. е. c внутренней части материала. Возможно, что при МА поверхностный слой частиц отличается по составу от основного материала в силу особенности своего формирования. На рис. 1 показаны СЭМ-изображения и результаты ЭДС исследуемого порошка сплавов, полученных МА. В процессе МА непрерывные соударения между частицами порошка исходных компонентов приводят к их дроблению и измельчению. Пластическая деформация частиц вызывает рост количества дефектов кристаллической решетки, таких как дислокации и точечные дефекты, и усиливает диффузию компонентов в решетку друг друга. Уменьшение размера частиц увеличивает их удельную поверхность и соответственно поверхностную энергию, что делает порошок склонным к агломерации и холодной сварке [20]. После 40 ч повторяющихся процессов пластической деформации, измельчения, агломерации и холодной сварки размер и форма частиц порошка стабилизируются. Размер частиц становится несколько меньше исходного, форма – однообразной. Результаты ЭДС показывают однородное распределение всех компонентов сплава в порошке (рис. 1). Это свидетельствует о том, что в результате длительного процесса МА достигается однородность получаемого материала. На рис. 2 показаны результаты гранулометрического анализа порошков, выполненного с помощью программного обеспечения ImageJ. Размер частиц имеет узкое распределение, что повышает сыпучесть и обеспечивает хорошую базу для получения образцов методом SPS. Все расчетные характеристики – Dср (средний размер частиц), D50 (размер, ниже которого находится 50 % частиц), D90 (размер, ниже которого существует 90 % частиц) – у порошка, не содержащего Nb, меньше, чем у легированных порошков. Размер частиц порошка сплава Nb0 находится в интервале до 21 мкм, сплавов Nb0,25, Nb0,5, Nb0,75 – до 35 мкм. Основная причина увеличения размера легированных частиц заключается в том, что Nb как более мягкий металл играет роль связующего в процессе механической активации, усиливая процесс агломерации. На рентгенограммах порошков AlFeCoCrNiNbx всех исследуемых составов после 40 ч МА пики исходных элементов не обнаруживаются (рис. 3) [28]. В полученном материале формируются следующие фазы. Основной фазой для всех составов сплава является ОЦК-фаза, представляющая неупорядоченный твердый раствор всех присутствующих в системе компонентов. Кроме того, в сплавах, легированных Nb, идентифицируется фаза Лавеса, представляющая в данном случае сложный интерметаллид, который описывается как (СоCr)2Nb с гексагональной сингонией [16]. При анализе влияния содержания Nb на фазовый состав установлено, что в порошках Nb0,25, Nb0,5, Nb0,75 интенсивность дифракционных пиков фазы Лавеса возрастает с увеличением содержания Nb. Это указывает на тенденцию к увеличению доли фазы Лавеса в структуре сплава с увеличением в ее составе Nb. В табл. 2 представлены рассчитанные структурные параметры ОЦК-фазы в порошках, полученных МА. Как известно, размер ОК Р может быть сопоставим с усредненным размером кристаллитов в наноструктурных поликристаллических материалах, отклонения параметра кристаллической решетки указывают на растворение в ней легирующих элементов, а искажение кристаллической решетки связано с наличием точечных и линейных дефектов, возникающих в процессе МА из-за множества факторов, таких как локальный нагрев, пластическая деформация и взаимопроникновение компонентов сплава при формировании общего твердого раствора. ОКР в порошках всех сплавов имеют размер 12…15 нм, показывая, что в процессе МА произошло измельчение зеренной и субзеренной структуры частиц пор ошка. В сплаве Nb0 значение ОКР больше, чем в сплавах, легированных Nb. С увеличением содержания Nb увеличивается параметр кристаллической решетки твердого раствора. Как известно, атомный радиус Nb (1,46 Å) намного больше, чем у основных компонентов (Fe: 1,24 Å, Ni: 1,24 Å, Со: 1,25 Å, Cr: 1,3 Å, Al: 1,43 Å), и поэтому именно растворение Nb в ОЦК-фазе вызывает увеличение параметра решетки [16]. По данным из научной литературы, растворимость Nb в ОЦК-решетке не
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1