Высокоэнтропийные сплавы (ВЭСы) -это многокомпонентные металлические сплавы, содержащие 5 и более элементов, при этом концентрация каждого может изменяться от 5 до 35 ат.% в зависимости от количества компонентов в сплаве. Высокая энтропия смешения разных металлических элементов (n≥5) с концентрацией, близкой к эквиатом-ной, может значительно уменьшить свободную энергию Гиббса и стабилизировать твердые растворы с простой кристаллической структу-рой и хорошей комбинацией свойств, таких как

more »

... прочность, термостабильность, сопротивление износу и коррозии, как при комнатной, так и при высокой температуре [1]. ВЭСы могут быть получены теми же метода-ми, что и традиционные сплавы. Основным преимуществом MЛ над литьем, особенно многокомпонентных систем с большими раз-личиями в температурах плавления исходных компонентов, является увеличение однород-ности твердых растворов в условиях обработ-ки при комнатной температуре. МЛ также обеспечивает формирование нанокристалли-ческой структуры, что способствует улучше-нию механических свойств сплавов, по сравне-нию с другими способами их получения. На сегодняшний день особое значение уделяется исследованию высокоэнтропийных сплавов на основе переходных металлов, таких как Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ti и Cu. Систематические исследования синтеза методом МЛ ВЭСов на основе тугоплавких элементов для высокотемпературного применения практически отсутствуют. Целью настоящей работы явилось изучение возможности формирования тугоплавких высокоэнтропийных сплавов NbMoTaWHf и NbMoTaWV методом механического легирования. Смеси исходных порошков Nb-Mo-Ta-W-Hf и Nb-Mo-Ta-W-V (чистотой выше 99,5%) эквиатомного состава с размером частиц ≤ 45мкм подвергали МЛ в планетарной мель-нице на протяжении 10 ч в бензине. Формиро-вание структуры и фазового состава сплавов на разных этапах МЛ (1; 2; 5; 10 час.) иссле-довали на рентгеновском дифрактометре Riga-ku Ultima IV в Cu K α излучении. Изменение размера частиц, их морфологии и химического состава изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа РЕММА -101А, укомплектованного энергодисперсионным рентгеновским (EDX) микроанализатором. По мере увеличения продолжительности МЛ, интенсивность дифракционных максимумов, принадлежащих исходным компонентам, уменьшается, а их ширина увеличивается, что является следствием уменьшения размера кристаллитов и повышения уровня микронапряжений в результате интенсивной пластической деформации. Средний размер ОКР, рассчитанный по уширению дифракционных максимумов, исключая влияние микронапряжений и инструментального расширения, после 2 ч обработки не превышал 40 нм. После 10 часов МЛ средний размер ОКР уменьшился до 17 нм. Исчезновение дифракционных максиму-мов большинства компонентов порошковой смеси после 5 часов МЛ и смещение максимума W в сторону меньших брэгговских углов указывает на формирования твердого раствора замещения. Можно предположить, что V, Hf, Mo, Nb и Та растворяются в ОЦК-решетке W. Результаты количественного рентгеноспектрального анализа показали однородный эквиатомный состав частиц NbMoTaWV и NbMoTaWHf сплавов после 10 часов МЛ. Методом механического легирования смеси порошков эквиатомного состава синтезированы однофазные высокоэнтропийные NbMoTaWHf и NbMoTaWV сплавы, состоящие из ОЦК твердого раствора замещения с нанокристаллической структурой.