OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 251 MATERIAL SCIENCE область в центре многокомпонентных фазовых диаграмм [1, 2]. Эти сплавы, состоящие из четырех и более основных элементов в близких к эквимолярным соотношениях, вопреки традиционной логике легирования демонстрируют устойчивость простых кристаллических решеток (например, ГЦК или ОЦК), несмотря на высокую сложность химического состава. Особый интерес представляют ВЭС с гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой, которые привлекают внимание исследователей благодаря их исключительному потенциалу для сочетания взаимоисключающих механических характеристик – высокой прочности и пластичности [3–5]. Это уникальное сочетание возникает как следствие синергетического действия нескольких явлений: твердорастворного упрочнения, вызванного искажениями кристаллической решетки, сложной дислокационной динамики в химически неоднородной среде, а также возможности активации дополнительных механизмов деформации, таких как двойникование (TWIP) и фазовые превращения (TRIP) [6, 7]. Среди ВЭС с ГЦК-типом структуры сплавы системы CoCrCuFeNi представляют особый интерес благодаря ряду особенностей. Эти сплавы можно консолидировать методами порошковой металлургии до практически беспористого состояния при относительно низких температурах (1000 °C). Они хорошо зарекомендовали себя в качестве материала матрицы для алмазосодержащих композиционных материалов, так как одновременно обеспечивают высокую адгезию к алмазу, защиту от графитизации и высокую вязкость разрушения [8, 9]. Покрытия из сплава CoCrCuFeNi обладают высокими трибокоррозионными характеристиками и обеспечивают защиту от коррозии конструкций, эксплуатирующихся в морской воде [10, 11]. ВЭС CoCrCuFeNi также находят применение как материалы с антибактериальными свойствами [12] и в других областях. Наличие в сплавах системы CoCrCuFeNi фазы, обогащенной медью, которая формируется в результате распада пересыщенного ГЦК-твердого раствора, приводит к снижению прочности литых сплавов вследствие образования непрерывного легко деформируемого междендритного каркаса [13, 14]. Такие сплавы обладают достаточно высокой пластичностью, но низкой прочностью, что обусловлено доминирующим влиянием медной фазы. В порошковых сплавах системы CoCrCuFeNi, напротив, прочность достаточно высока (σв около 700…800 МПа) при низкой пластичности. Это объясняется формированием структуры, близкой к нанокристаллической, вследствие замедления диффузионных процессов в таких системах [15], а также неоднородным распределением Cu-фазы [16, 17]. В настоящее время усовершенствование ВЭС в системе CoCrCuFeNi преимущественно осуществляется путем оптимизации химического состава – уменьшением доли меди в сплаве [18] или увеличением доли никеля, обеспечивающего повышенную растворимость меди в матричном твердом растворе [19]. В последнее время решение отдельных проблем ВЭС различных составов находят в их легировании неметаллическими элементами: бором [20], азотом [21] и углеродом [22], а также в совместном применении этих компонентов. Легирование углеродом является перспективным подходом для увеличения общего уровня прочности и пластичности ВЭС, в частности относящихся к системе CoCrCuFeNi. В ВЭС ГЦК-типа при введении углерода доминирует эффект упрочнения. Основными механизмами при этом являются твердорастворное упрочнение, дисперсное упрочнение карбидными фазами и зернограничное упрочнение. Твердорастворное упрочнение вносит существенный вклад в повышение прочности, так как атомы углерода, растворяясь по типу внедрения в решетке матрицы, сильно увеличивают степень ее искажения. Данный механизм активируется при концентрациях углерода около 1 % [23]. При более высоких концентрациях и превышении предела растворимости в матричной ГЦК-фазе углерод начинает взаимодействовать с хромом в составе ВЭС с образованием дисперсных зерен карбидов CrxCy, реализующих упрочнение по механизму Орована [24] или закрепление границ зерен [25]. Несколькими исследователями установлен устойчивый тренд на уменьшение размера зерна в сплавах, легированных углеродом [26, 27], что предполагает «вовлечение» механизма Холла – Петча, обеспечивающего дополнительное повышение прочности. Действие добавок углерода также распространяется и на повышение пластичности ВЭС,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1