PhD (Physics and Mathematics), researcher of the Research Institute of Physics of Advanced Materials
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник НИИ физики перспективных материалов
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Electronic Engineering
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры электронной инженерии
PhD (Engineering), senior lecturer of Chair of Electronic Engineering
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры электронной инженерии
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Professor of Chair of Materials Science and Physics of Metals
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры материаловедения и физики металлов
student
студент
postgraduate student
аспирант
One of the promising research areas developing in recent times in the materials science is the development and research of high-entropy alloys containing several metal elements with the concentration close to equiatomic. The interest to them is generated by the fact that such alloys demonstrate the improved mechanical and functional properties. Another promising area improving strength of metallic materials is grain refinement using the severe plastic deformation methods. This work uses both approaches to form an ultrafine-grained (UFG) structure in the high-entropy Fe30Ni30Mn30Cr10 alloy. The paper presents the structure, strength, thermal stability, and corrosion resistance of a high-entropy alloy subjected to the high pressure torsion (HPT). The study of the structure carried out by scanning electron microscopy showed that the application of the HPT deformation leads to the formation of an UFG structure with an average grain diameter less than 200 nm depending on temperature of HPT processing. Microhardness measuring and tensile tests at room temperature showed that after grain refinement, an increase in microhardness and ultimate tensile strength occurs in a high-entropy alloy, which is more than three times higher compared to the initial coarse-grained sample. At the same time, the UFG samples of a high-entropy alloy manifested thermal stability of microhardness after annealing up to temperature of 500 °С. The electrochemical tests carried out in an aqueous solution of 3.5 % NaCl at the temperature of 37 °С demonstrated a high corrosion resistance of the UFG high-entropy alloy.
Одним из перспективных научных направлений, активно развивающихся в последнее время в материаловедении, является разработка и исследование высокоэнтропийных сплавов, содержащих несколько металлических элементов с концентрацией, близкой к эквиатомной. Интерес к ним вызван тем, что они способны демонстрировать повышенные механические и функциональные свойства. Вместе с тем другим перспективным направлением повышения прочностных свойств металлических материалов является измельчение их зеренной структуры методами интенсивной пластической деформации. В настоящей работе оба этих подхода были использованы для формирования ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры в высокоэнтропийном сплаве Fe30Ni30Mn30Cr10. Представлены результаты исследования структуры, прочности, термической стабильности и коррозионной стойкости высокоэнтропийного сплава, подвергнутого интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК). Исследования структуры, проведенные методом просвечивающей электронной микроскопии, показали, что применение ИПДК ведет к формированию УМЗ структуры со средним размером зерен менее 200 нм в зависимости от температуры обработки. В результате измерений микротвердости и механических испытаний на растяжение при комнатной температуре обнаружено, что после сильного измельчения зеренной структуры в высокоэнтропийном сплаве происходит повышение микротвердости и предела прочности более чем в 3 раза по сравнению с исходным крупнозернистым состоянием. При этом УМЗ образцы высокоэнтропийного сплава проявили термическую стабильность микротвердости после отжигов до температуры 500 °С. Электрохимические испытания, проведенные в водном растворе 3,5 % NaCl при температуре 37 °С, продемонстрировали высокую коррозионную стойкость УМЗ образцов высокоэнтропийного сплава.