Введение 4
1 Обзор литературы 5
1.1 Высокоэнтропийные сплавы 5
1.2 Свойства высокоэнтропийных сплавов 1.4 Фазы Лавеса
Постановка задачи исследования 23
2 Материалы и методики исследования 25
2.1 Материал исследования методика изготовления экспериментальных
образцов сплавов 25
2.2 Методика проведения отжига 25
2.3 Просвечивающая электронная микроскопия
2.4 Методика проведения рентгеноструктурного анализа
2.5 Методика измерения микротвердости по Виккерсу
2.6 Методика пробоподготовки образцов к металлографическим
исследованиям
2.7 Растровая электронная микроскопия
2.8 Кручение под квазигидростатическим давлением
2.9 Определение объёмной доли фаз
2.10 Определение среднего размера зерна/структурного элемента по
методу случайных секущих
3 Результаты и их обсуждение 31
3.1 Исследование исходной структуры сплава AlCrxNbTiVZry (x=0; 0,25; 0,5; 1 при y=0 и y=0; 0,25; 0,5; 1 при x=0) 31
3.3 Исследование микроструктуры сплавов AlQyNbTiVZrj, (x=0; 0,25;
0,5; 1 при y=0 и y=0; 0,25; 0,5; 1 при x=0) после длительного отжига при температурах 800 и 1000°С в течение100 ч 37
3.4 Исследование микротвердости по Виккерсу сплавов AlQyNbTiVZrj,
(x=0; 0,25; 0,5; 1 при y=0 и y=0; 0,25; 0,5; 1 при x=0) после отжигов при температурах 1200, 1000 и 800°С в течение 24 и 100 ч 45
3.5 Изучение влияния пластической деформации методом кручения под квазигидростатическим давлением (КПД) на структуру и механические
свойства сплава AlNbTiVZr0.5 47
3.6 Анализ экономической целесообразности проведения работ 54
Выводы 58
Список литературы 60
На сегодняшний день большое внимание уделяется ВЭСам на основе тугоплавких элементов, которые показывают исключительную прочность при повышенных температурах. Потребность в получении более легких и прочных сплавов привела к разработке системы Al-Cr-Nb-Ti-V-Zr, сплавы которой демонстрируют высокую удельную прочность при температурах до 800°С включительно. Однако, зависимость между химическим и фазовым составом, а также фазовая стабильность сплавов данной системы, как при температурном, так и деформационном воздействии слабо изучена. В связи с этим, в ходе данной работы были проведен анализ влияния длительного отжига на фазовую стабильность сплавов A^^^T^Z^ (x=0; 0,25; 0,5; 1 при y=0 и y=0; 0,25; 0,5; 1 при x=0). Также оценивали влияние пластической деформации методом интенсивной пластической деформации, а именно кручения под квазигидростатическим давлением сплава AlNbTiVZr0,5 на структуру и твердость.
В ходе работы было проведено исследование влияния содержания Zr и Cr на структуру и твердость эквиатомного сплава AlNbTiV в различных состояниях, а также изучена эволюция структуры и свойства сплава AlNbTiVZr0.5 в ходе кручения под квазигидростатическим давлением. Были сделаны следующие выводы:
1. После отжига при 1200°С сплав AlNbTiV имеет однофазную
упорядоченную В2 структуру. В сплаве AlNbTiVZr0,25 выделяется фаза типа ZrsAb. При повышении концентрации Zr (у = 0,5; 1) дополнительно
образуются частицы фазы Лавеса С14 ZrAlV. Сплавы с Cr (x=0,25; 0,5;) имеют однофазную В2 структуру. Сплав AlCrNbTiV состоит из двух фаз: матричной фазы В2 и фазы Лавеса C14, обогащенной СГ и Nb.
2. После отжига при 800°С и 1000°С в течение 100 ч в сплаве AlNbTiV и сплавах с хромом выделяется сигма фаза типа AlNb2. Объемная доля сигма фазы немонотонно зависит от состава сплавов и становится заметно выше после отжига при температуре 800°С, достигая 65%. В сплавах с цирконием происходят незначительные изменения в объёмных долях фаз.
3. После отжига при 1200°С микротвердость сплавов возрастают с увеличением концентрации СГ от 500 до 588HV. Отжиг сплавов AlСrхNbTiV (x=0; 0,25; 0,5; 1) при 800°С и 1000°С приводит к значительному увеличению микротвердости, очевидно, обусловленному выделением частиц сигма фазы. Для сплавов AlNbTiVZn (у=0,25; 0,5; 1) увеличение содержания циркония приводит к повышению значения микротвердости после отжигов при температурах 800-1200°С. При этом температура отжига слабо влияет на твердость сплавов.
4. Кручение под квазигидростатическим давлением привело к измельчению структуры сплава AlNbTiVZr0,5. Средний размер зерен/субзерен В2 матрицы после 5 оборотов составил 25 нм. Кроме того, наблюдается разупорядочение B2 матрицы, связанное с распространением полос сдвига. Микротвердость сплава AlNbTiVZr0j5 возрастает с 550 HV в исходном литом состоянии до 665 HV после 5 оборотов.
