ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА НА ФАЗОВЫЙ
СОСТАВ, МИКРОСТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НЕЭКВИАТОМНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ Al-Cr-Fe-Ni-Mn-Ti
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Основная часть 4
1.1 Обзор литературы 4
1.2 Высокоэнтропийные сплавы 4
1.3 Структура и свойства высокоэнтропийных сплавов 7
1.4 Механическое поведение при комнатной температуре 9
1.5 Эффекты от легирования 9
1.6 Эффекты охлаждения 10
1.7 Механические свойства при повышенных температурах 11
1.8 Эффекты термообработки 11
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
ГЛАВА 2. Практическая часть 17
2.1. Материал исследования 17
2.2 Методика подготовки образцов к металлографическим
исследованиям 17
2.3 Измерение микротвердости 19
2.4 Растровая Электронная Микроскопия 20
2.5 Определение объемной доли фаз 21
2.6 Методика оценки размера зерна 21
2.7 Методика проведения испытаний на одноосное сжатие 22
2.8 Техника безопасности и охрана труда 23
ГЛАВА 3. Результаты исследования и их обсуждение 24
3.1 Микроструктура сплавов системы Al-Cr-Fe-Ni-Mn-Ti в литом
состоянии 24
3.2 Механические свойства сплавов Al-Cr-Fe-Ni-Mn-Ti в литом
состоянии 31
ВЫВОДЫ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36
Традиционные металлические сплавы обычно состоят из одного основного элемента с небольшим количеством нескольких легирующих добавок для повышения их эксплуатационных характеристик. Традиционно считается, что избыточное количество легирующих элементов приводит к образованию различных интерметаллидных соединений, усложняя структуры сплавов и ухудшая свойства. Успешной попыткой в разработке новых материалов является создание так называемых высокоэнтропийных сплавов (ВЭСов), которые представляют собой комбинацию нескольких основных элементов (не менее пяти), смешанных в приблизительно равных пропорциях. Как правило, молярная доля каждого элемента, входящего в состав ВЭСа, может варьироваться от 5 до 35 ат.% в зависимости от общего числа компонентов N. Как показывают уже полученные экспериментальные результаты, ВЭСы могут обладать нетипичными для традиционных сплавов структурами и свойствами. Некоторые ВЭСы демонстрируют привлекательные для практических применений свойства: высокая прочность при комнатной и повышенной температурах, высокая ударная вязкость и вязкость разрушения при комнатной и криогенной температурах, высокая износостойкость и коррозионная стойкость, и многие другие. Но разработка ВЭСов для практических применений до сих пор остается нерешенной задачей.
По выполненной работе можно сделать следующие выводы:
1) Изменение содержания алюминия и титана в сплавах приводит к изменению их фазового состава. С ростом содержания алюминия в сплавах без титана наблюдается рост интенсивности пиков от ОЦК решетки. Так, сплав Fe38Mn26Cri9Nii5Al2 состоит преимущественно из ГЦК фазы, тогда как в сплавах Fe35Mn24Cr17Ni14Al10 и Fe34Mn23Cr16Ni13Al14 структура состоит из 2 ОЦК фаз. В сплавах с алюминием и титаном наблюдается сложная фазовая структура: сплав Fe35Mn25Cr18Ni14Al4Ti2 состоит из двух фаз (ГЦК и ОЦК), а сплав Fe35Mn24Cr17Ni14Al5Ti5 - из 3х (ГЦК и 2 ОЦК).
2) В ходе проведения испытаний на сжатие было установлено, что с повышением содержания алюминия наблюдается повышение предела текучести сплавов. Так у сплава Fe38Mn26Cr19Ni15Al2, предел текучести составил 360 Мпа, а максимальный предел текучести 990 МПа показал сплав Fe35Mn24Cr17Ni14Al10. Однако в сплаве Fe34Mn23Cr16Ni13Al14 наблюдается некоторое снижение предела текучести с 990 Мпа до 940 МПа. Вероятно, упрочнение сплав обусловлено увеличением доли ОЦК фазы. Сплав без титана показали высокую пластичность при сжатии, тогда как добавление титана негативно сказалось на пластичности. Так, сплав Fe35Mn24Cr17Ni14Al5Ti5 разрушается в упругой области. Вероятно, это обусловлено сложным фазовым составом сплавов.
