OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 255 MATERIAL SCIENCE сохраняет собственные включения в структуре. В процессе SPS происходит нагрев локальных зон материала и, как следствие, система имеет возможность перейти из неравновесного в равновесное состояние в процессе динамической рекристаллизации. В этом случае Nb должен выделиться из твердого раствора и сформировать фазу Лавеса или фаза Лавеса может сформироваться на основе зерен твердого раствора Nb. Центрами роста новых зерен могут быть зародыши фазы Лавеса, уже сформировавшиеся в процессе МА. При анализе микроструктуры мы видим, что крупные зерна фазы Лавеса формируются в зернах ОЦК-твердого раствора, обедняя его Nb и обогащая Al и Ni, так как эти элементы не входят в состав фазы Лавеса, описываемой общей формулой (СоCr)2Nb (рис. 5, табл. 5). В некоторых частицах фазы Лавеса в центре имеются зоны без контраста. Как показал ЭДС-анализ, это твердый раствор на основе Nb, где содержание Nb составляет около 95 ат. %. Таким образом, можно предположить, что крупные частицы фазы Лавеса образуются в процессе динамической рекристаллизации на основе сохранившихся частиц Nb и их рост обеспечивается за счет диффузии компонентов из общего пересыщенного твердого раствора, сформированного в процессе МА. Можно предположить, что те же механизмы обеспечивают формирование фазы Лавеса на участках с мелкозернистым строением. Следует отметить, что участки сплава с характерной мелкозернистой и крупнозернистой структурой значительно превышают размер частиц спекаемых порошков. На основе общих представлений о кинетике процесса SPS можно предположить следующий механизм формирования подобного строения [33]. Благодаря высокой температуре (1000 °C) при консолидации порошка процесс пластической деформации протекает достаточно интенсивно, фактически поглощая исходные границы порошка и формируя новые конгломераты большего размера. Вновь сформированные структурные объекты на фото выглядят как вытянутые участки с мелкозернистым наследуемым от порошка строением. В местах наибольшей концентрации энергии деформации мелкозернистая структура замещается крупнозернистой вторичной структурой в результате рекристаллизации. Однако более точное описание кинетики процесса формирования структуры материала требует дополнительных исследований. При измерении микротвердости исследуемых сплавов было определено, что наличие в структуре двух участков с особенным строением не приводит к существенному разбросу значений. Значения микротвердости находятся в близких интервалах с тенденцией большего среднего значения на участках с мелкозернистой структурой. Так, в сплаве Nb0,25 на участке с мелкозернистой структурой интервал значений микротвердости составляет от 584 до 771 HV со средним значением 663 HV, а на участке с крупнозернистой структурой – от 499 до 712 HV и средним 614 HV. Увеличение значения микротвердости (при постоянстве элементного и фазового состава) на участках с мелкозернистой структурой может быть обусловлено только одним фактором: меньшим размером структурных составляющих, что увеличивает протяженность границ зерен и, как следствие, способствует большему сопротивлению деформации. С увеличением содержания в сплаве Nb среднее значение микротвердости возрастает (табл. 6). В этом случае причина упрочнения связана с изменением соотношения фаз (табл. 3). Чем больше в структуре сплава твердой фазы Лавеса, тем выше совокупное значение микротвердости сплава. Эта зависимость наблюдается в сплавах исследуемого состава, полученного другими способами – дуговой плавкой и лазерной наплавкой (табл. 6) [17, 34]. Оценка пористости образцов методом гидростатического взвешивания показала, что с увеличением содержания ниобия в сплаве пористость несколько возрастает: с 1,9 ± 0,5 % для сплава без Nb до 2,1 ± 0,6 %, 4,4 ± 0,6 % и 3,2 ± 0,6 % в сплавах Nb0,25, Nb0,5 и Nb0,75 соответственно. На рис. 7 представлены кривые сжатия для сплавов системы AlFeCoCrNiNbx. Хорошие пластические характеристики показывает сплав Nb0. У сплава Nb0,25 возрастают характеристики прочности, но снижается пластичность. Сплавы Nb0,5 и Nb0,75 не проявляют пластичности, что приводит к снижению характеристик прочности. Таким образом, с увеличением содержания Nb с 0,25 до 0,75 мольных процентов предел прочн ости при сжатии и относительное удлинение становятся ниже. Однако при мак-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1