Введение 4
1. Обзор литературы 5
1.1 Высокоэнтропийные сплавы и их свойства 5
1.2 Наблюдаемые фазы в ВЭСах 10
1.3 Фазы Лавеса 12
Цель и задачи исследования: 19
1. Изучить структуру сплавов ЛШЫ1У/ГХ (x=0; 0.1; 0.25; 0.5; 1) в исходном
состоянии; 19
2. Изучить механические свойства сплавов Л1ИЬТ1У2гх (x=0; 0.1; 0.25; 0.5;
1) при одноосном сжатии в интервале 22-800°С; 19
3. Изучить изменение фазового состава сплавов Л1ИЬТ1У2гх (x=0; 0.1; 0.25;
0.5; 1) после отжигов при температурах 1200, 1000 и 800 в течение 24 и 100 часов 19
2. Материалы и методики исследования 20
2.1 Материал исследования и методика изготовления экспериментальных
образцов сплавов 20
2.2 Методика проведения отжига 20
2.3 Методика пробоподготовки образцов к металлографическим
исследованиям 21
2.4 Методика измерения микротвердости по Виккерсу 21
2.5 Методика проведения испытаний на одноосное сжатие 22
2.6 Методика проведения рентгеноструктурного анализа 22
2.7 Растровая электронная микроскопия 22
2.8 Просвечивающая электронная микроскопия 22
2.9 Определение объёмной доли фаз 23
2.10 Определение среднего размера зерна/структурного элемента по методу
случайных секущих 24
2
2.11 Техника безопасности и охрана труда 24
3. Результаты и их обсуждение 26
3.1 Исследование исходной структуры сплава Л1ИЬТ1У7гх (x=0; 0.1; 0.25;
0.5; 1) 26
3.2 Исследование микроструктуры сплавов AlNbTiVZi (х=0; 0,1; 0,25; 0,5;
1) после отжига при температуре 1200°С в течение 24 часов 27
3.3 Исследование механических свойств сплавов AlNbTiVZi (х=0; 0,1;
0,25; 0,5; 1) при одноосном сжатии при температурах 22°С, 600°С и 800°С
30
3.4 Исследование микроструктуры сплавов AlNbTiVZi (х=0; 0,1; 0,25; 0,5;
1) после длительного отжига при температурах 800 и 1000°С в течение 100
часов 32
3.5 Исследование микротвердости по Виккерсу сплавов AlNbTiVZi (х=0;
0,1; 0,25; 0,5; 1) после отжигов при температурах 1200, 1000 и 800°С в
течение 24 и 100 часов 38
Выводы 40
Список использованных источников 42
В последнее время 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. 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 содержания Zr на структуру и механические свойства высокоэнтропийных сплавов AlNbTiVZrK (x=0; 0.1; 0.25; 0.5; 1), а также исследована фазовая стабильность сплавов при высокотемпературном воздействии.
В настоящей работе было исследовано влияние содержания Zr и высокотемпературных длительных отжигов на микроструктуру и фазовый состав сплавов AlNbTiVZrх (х=0; 0,1; 0,25; 0,5; 1). На основе полученных данных могут быть сделаны следующие выводы:
1. После отжига при температуре 1200°С в течение 24 часов сплав AlNbTiV имеет упорядоченную В2 структуру. В сплавах AlNbTiVZrх (х=0,1; 0,25) выделяется фаза типа Zr5AB. При более высоких концентрациях Zr (x = 0,5; 1) дополнительно образуются частицы фазы Лавеса С14 ZrAlV.
2. В ходе одноосного сжатия при Т = 22°С предел текучести сплавов растет от 1000 МПа для сплава AlNbTiV до 1500 МПа для сплава AlNbTiVZr. При Т = 600°С наиболее прочным также оказался сплав AlNbTiVZr- 00.2 = 1155 МПа. Однако, при температуре 800°С наиболее высокий предел текучести демонстрирует сплав AlNbTiVZr0,1, в то время как сплав AlNbTiVZr оказывается наименее прочным.
3. В ходе одноосного сжатия при Т = 22°С пластичность растет от 6% для сплава AlNbTiV до 50% для сплава AlNbTiVZr^, а затем резко снижается до 3% для сплава AlNbTiVZr. При Т = 600°С пластичность цирконий-содержащих сплавов значительно падает. При Т = 800°С все сплавы могут быть продеформированы до заданной степени в 50% без разрушения.
4. После отжига как при Т = 800°С, так и при Т = 1000°С в течение 100 часов во всех сплавах выделяется фаза типа AlNb2, которая с увеличением содержания циркония меняет свой размер от крупного к мелкому.
5. После отжига при Т = 1200°С в течение 24 часов
микротвердость увеличивается с ростом содержания Zr от 450 HV для сплава AlNbTiV до 550 HV для сплава AlNbTiVZr. После отжига при Т = 800°С и 1000°С в течение 100 часов микротвердость сплавов AlNbTiV, AlNbTiVZu.s и
40
AlNbTiVZr значительно возрастает, тогда как микротвердость сплавов AlNbTiVZr0,i и AlNbTiVZr0,25 не изменяется.
