ВВЕДЕНИЕ 4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5
1 Обзор литературы 5
1.1 Четыре основных эффекта, наблюдающихся в ВЭСах 5
1.2 Высокая энтропия смешения 5
1.3 Искажение кристаллической решетки 7
1.4 Эффект перемешивания 10
1.5 Термодинамика высокоэнтропийных сплавов 10
1.6 Условия фазообразования в высокоэнтропийных сплавах 16
1.7 Высокотемпературная прочность тугоплавких высокоэнтропийных
сплавов 21
1.8 Пластичность тугоплавких высокоэнтропийных сплавов 25
1.9 Плотность тугоплавких высокоэнтропийных сплавов 28
Цель и задачи исследования 31
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
2 Материалы, методики исследования и техника безопасности 32
2.1 Материал исследования и методика изготовления экспериментальных
образцов сплавов 32
2.2 Методика проведения гомогенизационного отжига 32
2.3 Методика проведения испытаний на одноосное сжатие 33
2.4 Методика пробоподготовки образцов к металлографическим
исследованиям 34
2.5 Растровая электронная микроскопия 34
2.7 Определение объёмной доли фаз 36
2.8 Определение среднего размера зерна/структурного элемента по методу
случайных секущих 36
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ 38
3.1 Исследование структуры сплавов AlxNbTiV после отжига при T=1200 в течение 24 часов 38
3.2 Исследование механических свойств сплавов AlxNbTiV 39
3.3 Исследование объмной доли и среднего размера зерна в сплавах
AlxNbTiV при Т=800°С и 1000°С 42
3.4 Исследование структуры сплавов AlxNbTiV после осадки при
температуре Т=20°С, 600°С, 800°С и 1000°С 43
3.5 Исследования влияния температуры осадки на микротвердость сплава
AlxNbTiV (x=0;0,5;1;1,5) 48
3.6 Экономическая целесообразность проведения работ 50
ВЫВОДЫ 54
Список литературы 55
Высокоэнтропийными сплавами (ВЭС) принято считать сплавы, имеющие в своем составе 4-5 и более компонентов, концентрация которых варьируется от 5 до 35 ат.%. Полученные в последнее время данные
показывают, что исходное предположение о роли высокой конфигурационной энтропии смешения в стабилизации твердых растворов не находят подтверждения. Это обуславливает отсутствие необходимости придерживаться строго эквиатомных пропорций легирующих компонентов в сплавах, и, следовательно, открывает широкие возможности для создания новых сплавов. Одним из наиболее перспективных направлений в развитии ВЭСов является разработка сплавов, работающих при повышенных температурах. В данной работе был исследован сплавы AlxNbTiV (x=0-1,5), были проанализированы их структура и механические свойства.
На основе полученных данных можно сделать следующие выводы:
1. В исходном состоянии сплавы AlxNbTiV (x=0;0,5;1) имеют однофазную оцк-структуру. В сплаве Al1j5NbTiV выделяются частицы сигма- фазы.
2. Увеличение содержания Al приводит к росту микротвердости от 290 HV для сплава NbTiV до 540 HV для сплава Al1j5NbTiV.
3. Исследование механических свойств посредством испытаний на одноосное сжатие показало, что предел текучести сплавов при Т=20°С и 800°С изменяется нелинейно, тогда как при Т=600°С он растет линейно с увеличением Al. При Т=1000°С сплавы резко разупрочняются.
4. При Т=20 - 600°С сплавы с малым содержанием Al (x=0-0,5) обладают высокой пластичностью, в отличие от сплавов с высоким содержанием Al (x=0,75-1,5). При температуре Т>800°С все сплавы могут быть продеформированы до заданной степени деформации (е>50%) без разрушения
5. Исследование структуры после одноосного сжатие выявило, что сплавы AlxNbTiV (x=0-0,5) имеют однофазную структуру после деформации при Т = 25°С и 600°С. При Т=800°С рекристаллизованный объем и средний размер рекристаллизованных зерен уменьшается с увеличением содержания Al. Тогда как при Т=1000°С рекристаллизованный объем растет, а средний размер рекристаллизованных зерен уменьшается с увеличением содержания Al
6. После одноосного сжатия при Т=800°С и 1000°С микротвердость сплавов AlxNbTiV (x=0;0,5;1) практически не изменяется, по сравнению с исходным состоянием. В свою очередь, в сплаве Al1j5NbTiV наблюдается резкий рост (до 776 HV) микротвердости при Т=1000°С, связанный с увеличением объемной доли сигма-фазы.
