ВВЕДЕНИЕ 4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5
1 Обзор литературы 5
1.1 Четыре основных эффекта, наблюдающихся в ВЭСах 5
1.2 Проблемы, возникающие при исследовании ВЭСов 8
1.3 Механические свойства жаропрочных ВЭСов 11
1.4 Фазы Лавеса 15
1.5 Деформация упорядоченных твердых растворов 19
Цель и задачи исследования 21
2 Материалы и методики исследования 22
2.1 Материал исследования и методика изготовления
экспериментальных образцов сплавов 22
2.2 Методика проведения гомогенизационного отжига 22
2.3 Методика проведения испытаний на одноосное сжатие 22
2.4 Методика пробоподготовки образцов к металлографическим
исследованиям 23
2.5 Растровая электронная микроскопия 23
2.6 Просвечивающая электронная микроскопия 23
2.7 Определение объёмной доли фаз 24
2.8 Определение среднего размера зерна/структурного элемента по
методу случайных секущих 24
2.9 Техника безопасности и охрана труда 25
З.Результаты и их обсуждение 26
3.1 Исследование структуры сплавов Al0,5CrNbTi2V0,5,
Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25, Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 в литом состоянии и после отжига при Т=1200°С в течение 24 часов 26
3.2 Механические свойства сплавов Al0,5CrNbTi2V0,5,
Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25, Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 31
3.3. Исследование структуры сплава Al0,5CrNbTi2V0,5,
Al0,5Cr0j75NbTi2V0j5Zr0j25 , Al0,5Cr0j5NbTi2V0j5Zr0j5 после одноосного сжатия. ... 34
ВЫВОДЫ 39
Список литературы 41
Высокоэнтропийными сплавами (ВЭС) принято считать сплавы, имеющие в своем составе 4-5 и более компонентов, взятых в эквиатомных концентрациях. 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. Например, интерес вызывает разработка сплавов с высокой удельной прочностью при повышенных температурах. Разработка таких сплавов возможна на основе системы Al-Cr-Nb-Ti-V-Zr. В данной работе был исследован ряд неэквиатомных сплавов системы Al-Cr-Nb-Ti-V-Zr, а именно их структура и механические свойства, в том числе и удельные, в зависимости от химического состава.
1. Исследована структура сплавов Al0,5CrNbTi2V0,5,
Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25 и Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 в литом и отожженном состояниях. Установлено, что сплав Al0,5CrNbTi2V0,5 в литом состоянии однофазный с упорядоченной В2 структурой, а после отжига при Т=1200°С в течение 24 часов в нем обнаружено выделение частиц фазы Лавеса С14. Сплавы Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25 и Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 как в литом состоянии, так и после отжига в тех же условиях имеют двухфазную структуру, состоящую из В2 матрицы и частиц фазы Лавеса С14.
2. Сплав Al0,5CrNbTi2V0,5 в литом состоянии обладает высокой
пластичностью, однако, отжиг приводит к снижению пластичности и повышению прочности при Т<800°С. Аналогичное поведение наблюдается при добавлении Zr в этот сплав в концентрации 0,25. Однако при Zr=0,5 прочность снижается, а пластичность повышается. При Т= 800°С наиболее прочным оказывается сплав Al0,5CrNbTi2V0,5 в литом состоянии (z0.2 =
540МПа). При Т=1000°С наименьший предел текучести имеет сплав Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 (z0.2 = 50 МПа), сплавы Al0,5CrNbTi2V0,5 и Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25 демонстрируют несколько более высокий предел текучести равный 55 МПа. Исследуемые сплавы показывают высокий удельный предел текучести при Т<800°С относительно других сплавов системы Al-Cr-Nb-Ti-V-Zr.
3. На примере сплава Al0,5CrNbTi2V0,5 исходная упорядоченная В2 структура (литое состояние) в процессе пластической деформации трансформируется в разупорядоченную ОЦК структуру, что, очевидно, и обусловливает его высокую пластичность при комнатной температуре.
4. Исследована микроструктура сплавов Al0,5CrNbTi2V0,5,
Al0,5Cr0,75NbTi2V0,5Zr0,25 и Al0,5Cr0,5NbTi2V0,5Zr0,5 после пластической
деформации на £=50% в интервале температур 600 - 1000°С. Показано, что при температурах 800-1000°С во всех исследованных сплавах наблюдается развитие фазового превращения с образованием в матрице частиц фазы
39
Лавеса С14. При этом в структуре сплавов Al0,5Cr0j75NbTi2V0j5Zr0j25 и Al0,5Cr0j5NbTi2V0j5Zr0j5 частицы фазы Лавеса С14 более дисперсные, по сравнению со сплавом Al0,5CrNbTi2V0,5.
