ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА. 1. Обзор литературы 5
1.1 Общие сведенья о высокоэнтропийных сплавах 5
1.2 Жаропрочные ВЭСы с низкой плотностью системы Al - Cr - Nb - Ti -
V - Zr 9
1.3. Подходы к прогнозированию фазового состава ВЭСов 15
1.4. Параметрический подход к прогнозированию фазового состава ВЭСов.16
ГЛАВА. 2. Материалы и методики 27
2.1 Исследуемый материал 27
2.2 Методика оценки пороговых значений эмпирических параметров 27
2.3 Подготовка образцов для микроструктурных исследований 28
2.4 Сканирующая электронная микроскопия 29
2.5 Испытания на растяжение 29
ГЛАВА. 3. Практическая часть 30
3.1 Оценка пороговых значений эмпирических параметров 30
3.2 Отбор композиций сплавов системы Al - Cr - Nb - Ti - V - Zr на основе
пороговых значений эмпирических параметров 35
3.3. Диаграммы состава и кривые неравновесного затвердевания сплавов
Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 и Al8Cr11Nb32Ti20V20Zr9 38
3.4. Рентгеноструктурный анализ 39
3.5. Эволюция микроструктуры сплавов Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 и
Al8Cr11Nb32Ti20V20Zr9 41
3.5.1. Микроструктура сплавов в литом состоянии 41
3.5.2. Микроструктура сплавов после отжига при 1200оС 43
3.5.3. Микроструктура сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 после деформации
80% и отжига 700оС 45
3.5.4. Микроструктура сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 после деформации
80% и отжига 800оС 46
3.5.5. Микроструктура сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 после деформации
80% и отжига 1000оС 46
3.6. Испытания на растяжение сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 47
3.7. Анализ экономической целесообразности проведения
работ 48
ВЫВОДЫ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 50
Высокоэнтропийные сплавы (ВЭСы) являются объектом активных исследований на протяжении последних пятнадцати лет. За это время основная идея - концепция энтропийной стабилизации неупорядоченных твердых растворов в многокомпонентных системах с эквиатомным или близким к нему соотношением концентраций компонентов, подверглась серьезной критике и переосмыслению. В частности, было показано, что основной термодинамический фактор данной концепции - конфигурационная энтропия смешения, - не является доминирующим и должен рассматривается наравне с энтальпией, а так же другими вкладами в общую энтропию смешения.
Пересмотр основной концепции ВЭСов породил интерес к изучению композиций сплавов неэквиатомного состава с целью поисках новых систем с уникальными свойствами. Однако расширение диапазона составов затрудняет экспериментальные исследования, и появляется необходимость в высокопроизводительных методах предварительной оценки и поиске предпочтительных композиций.
1) В данной работе были рассчитаны пороговые значений эмпирических параметров формирования однофазного твердого раствора. На
основании пороговых значений 6<5.4%, VEC< 6.87, AHmix = -16.25 - 4 Кдж/моль, О>1.1, ^>7, ц >0.19 и к1 < к1г были выбраны сплавы:
Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15, соответствующий максимальному значению
параметра О = -'' 1Т -AS мш = 5.88.
|АНсмеш|
Al8Cr11Nb32Ti20V20Zr9, соответствующий максимальному значению ц =
Тотж^кофн
ййн =
Hij
2) Фазовый состав сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 после выплавки и отжига при температуре 1200оС представлял твердый раствор с ОЦК кристаллической решеткой, в то время как сплав Al8Cr11Nb32Ti20V20Zr9 в
исходном состоянии представлял дендритную структуру, а после отжига смесь B2, фазы Лавеса С14 и фазы Zr5Al3.
После прокатки на степень деформации 80% и отжигов при температурах 1000, 800 и 700 оС в микроструктуре сплава Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15
появились частицы фазы Лавеса С14.
3) Испытания на растяжение Al5Cr5Nb38Ti32V5Zr15 показали высокие значения предела прочности 1600 МПа и низкую пластичность 3% для прокатанного на 80% образца, а образец, отожжённый после прокатки при температуре 1000 оС разрушился в упругой области.
