Закономерности влияние алюминия на микроструктуру и механические свойства многокомпонентных сплавов

Объект исследования - высокоэнтропийные сплавы системы AlₓNbTiV. Показано, что в сплаве NbTiV однофазная ОЦК-структура сохраняется после длительных отжигов при 800 и 1000°С. В сплаве AlNbTiV после длительных отжигов при 800 и 1000°С наблюдается выделение частиц тетрагональной сигма-фазы типа AlNb₂ с объемной долей 19 - 31%. Частицы имеют форму вытянутых пластин. В сплаве Al₁,₅NbTiV в результате отжигов при 800 и 1000°С также происходит выделение дополнительных пластинчатых частиц сигма-фазы типа AlNb₂, их объемная доля составляет 28 - 55%. Установлено, что отжиг при температурах 800 и 1000°С оказывает слабое влияние на твердость сплавов с низким содержанием алюминия AlₓNbTiV (x = 0; 0,25; 0,5). В сплавах с более высоким содержанием алюминия AlₓNbTiV (x = 0,75; 1; 1,5) микротвердость заметно возрастает после отжигов, причем максимальные значения микротвердости наблюдаются после отжига при 800°С. Так, в сплаве Al₀,₇₅NbTiV твердость возрастает с 430 до 510 HV, а в сплаве Al₁,₅NbTiV - с 535 до 855 HV. Показано, что в литом состоянии и после отжига при 1200°С сплав AlNbTiV при испытаниях на сжатие демонстрирует схожее механическое поведение - предел текучести 1020 МПа, предел прочности 1085 - 1320 МПа, деформация до разрушения 4 - 5%. После отжига при 1000°С, вызывающего выделение частиц сигма-фазы типа AlNb₂, наблюдается некоторое повышение прочности сплава: предел текучести возрастает до 1220 МПа, сопровождаемое заметным снижением пластичности до 1,2%. Сплавы AlₓNbTiV, разработанные и исследованные в ходе выполнения данного проекта, обладают высокой удельной прочностью при температурах до 800°С включительно. Так, при 800°С удельный предел текучести сплавов достигает 120 кПа•м³/кг, что выше удельной прочности коммерчески используемых никелевых суперсплавов. Сплавы AlₓNbTiV могут применяться как перспективные материалы для высокотемпературного использования, в частности, в аэрокосмическом и энергетическом машиностроении.