Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, зам. директора ИСМАН.
142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Dr. Sci. (Tech.), deputy director ISMAN.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Инженер-исследователь, младший научный сотрудник лаборатории жидкофазных СВС-процессов и литых материалов ИСМАН.
142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Research engineer of Laboratory «SHS melts and cast materials» of ISMAN.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Кандидат технических наук, научный сотрудник той же лаборатории ИСМАН.
142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Cand. Sci. (Tech.), researcher of Laboratory «SHS melts and cast materials» of ISMAN.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник той же лаборатории ИСМАН.
142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Cand. Sci. (Tech.), senior researcher of Laboratory «SHS melts and cast materials» of ISMAN.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией жидкофазных СВС-процессов и литых материалов, главный научный сотрудник ИСМАН.
142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8
Dr. Sci. (Tech.), prof., head of Laboratory «SHS melts and cast materials», chief researcher of ISMAN.
142432, Moscow region, Chernogolovka, Academician Osip’yan str., 8
Относительно новым перспективным подходом в создании металлических сплавов, которые в перспективе могли бы заменить ряд существующих коммерчески применяемых сплавов, является использование новой концепции легирования, основанной на разработке металлических материалов, включающих в своем составе несколько основных элементов, взятых приблизительно в равных атомных концентрациях. Такие материалы получили название «высокоэнтропийные сплавы» (ВЭС). Современные исследования показали, что микроструктура ВЭС может формироваться из твердых растворов с типом решетки как ОЦК, так и ГЦК, а также иметь в своем составе упорядоченные фазы (интерметаллиды) Такой подход формирования металлических материалов предоставляет широкие возможности для разработки новых сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Большая часть современных исследований ВЭС посвящена выяснению связи микроструктуры и измеряемых свойств. Значительно меньшее внимание уделяется изучению и разработке новых эффективных методов получения ВЭС. В настоящей работе исследована возможность получения ВЭС на основе системы CoCrFeNiMn-(X) в режиме горения методами центробежной СВС-металлургии. Впервые отработаны химико-технологические приемы модифицирования литого CoCrFeNiMn-сплава непосредственно (in situ) в процессе синтеза путем введения легирующих компонентов в исходные экзотермические составы. Проведен анализ микроструктуры и фазового состава полученных сплавов NiCrCoFeMn при введении комплексной модифицирующей добавки Ti—Si—В(С) и избыточного алюминия NiCrCoFeMn—Alx. Полученные данные показали, что при увеличении содержания добавки Ti—Si—В(С) микроструктура продуктов синтеза формируется на основе матрицы из ВЭС, при этом наблюдаются выделения новых структурных элементов на основе карбидов и боридов титана. Выявлено, что при синтезе в режиме горения сплавов с высокой концентрацией Al (x > 0,6) образуется композиционная структура, состоящая из матрицы на основе фазы NiAl, а многочисленные дисперсионные наноразмерные выделения (~100 нм) формируются из твердого раствора на основе Cr и Fe. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о перспективности исследуемых материалов на основе ВЭС и предлагаемого метода их получения для формирования объемных наноструктурных материалов на основе ВЭС.
A relatively new and promising approach to the development of new metal alloys with a view to replacing a number of existing commercially used alloys is the use of a new alloying concept based on the development of metal materials comprising several basic elements taken in approximately equal atomic concentrations. Such materials are called high-entropy alloys (HEA). Modern research has shown that the HEA microstructure can be formed by solid solutions with both BCC and FCC lattices, and also have ordered phases (intermetallics) in its composition. This approach to forming metal materials provides a wide range of opportunities for the development of new alloys with improved performance. Most of the current HEA research is focused on identifying a relationship between the microstructure and measured properties. Much less attention is paid to the study and development of new effective methods for HEA production. This paper investigates the possibility of obtaining HEA based on the CoCrFeNiMn-(X) system in the combustion mode using centrifugal SHS metallurgy methods. For the first time, the study made it possible to practice chemical technology methods of cast CoCrFeNiMn alloy modification directly (in situ) during synthesis by introducing alloying components into the original exothermic compounds. The microstructure and phase composition ofNiCrCoFeMn alloys obtained with the introduction ofthe Ti—Si—B(C) complex modifying additive and NiCrCoFeMn—Alx excess aluminum were analyzed. The obtained data indicated that as the Ti—Si—B(C) additive content increases, the microstructure of synthesis products is formed based on a matrix of HEA with evolving new structural elements based on carbides and Ti borides. It was found that synthesis in the combustion of alloys with a high Al concentration (x > 0.6) leads to the formation of a composite structure consisting of the NiAl-based matrix with numerous nanoscale (~100 nm) dispersive precipitates formed from the Cr and Fe based solid solution. The obtained experimental data allows us to conclude that the HEA-based materials under study and the proposed method for obtaining them to form bulk nanostructural HEA-based materials have promising prospects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.