ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА FeNiMnCr ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ

Для формирования ультрамелкозернистой структуры в работе были использованы методы интенсивной пластической деформации кручением и равноканального углового прессования. Структура была изучена методами просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, дифракции обратно отраженных электронов, рентгеноструктурного анализа. В результате исследований были получены следующие основные результаты. 1. Методом интенсивной пластической деформации кручением (ИПДК) получены экспериментальные ультрамелкозернистые (УМЗ) образцы высокоэнтропийного сплава FeNiMnCr. 2. С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и дифракции обратно-рассеянных электронов определены основные структурные параметры (средний размер зерна, спектр разориентировок, доля специальных и большеугловых границ, постоянная решетки, размер областей когерентного рассеяния, величина среднеквадратичных микроискажений кристаллической решетки, фазовый состав и объемная доля частиц) экспериментальных УМЗ образцов. Установлено, что применение ИПДК к образцам высокоэнтропийного сплава привело к формированию УМЗ структуры со средним размером зерен 1,06 мкм, содержащей долю большеугловых границ 35,5%, долю специальных границ 1,4%, а также дисперсные частицы MnNi. 3. Методами измерений микротвердости, механических испытаний на растяжение и потенциодинамических исследований установлены значения микротвердости, прочности и коррозионной стойкости экспериментальных УМЗ образцов высокоэнтропийного сплава FeNiMnCr. Формирование УМЗ структуры позволило достигнуть значений прочности 1331 МПа и микротвёрдости 6009 МПа, что выше соответствующих значений образца в исходном состоянии более чем в 3 раза. УМЗ образцы высокоэнтропийного сплава сохранили термическую стабильность микротвердости до температуры 450°С и проявили высокую коррозионную стойкость, сопоставимую с коррозионной стойкостью исходных образцов высокоэнтропийного сплава. 4. Изготовлены экспериментальные ультрамелкозернистые образцы высокоэнтропийного сплава FeNiMnCr с использованием равноканального углового прессования (РКУП) при температуре 450оС и дополнительной термической обработки при температуре 550оС. 5. Установлены структурные особенности РКУП образцов высокоэнтропийного сплава (средний размер зерна, спектр разориентировок, доля большеугловых границ, постоянная решетки, размер областей когерентного рассеяния, величина среднеквадратичных микроискажений кристаллической решетки) с применением современных методов структурного анализа (просвечивающей электронной микроскопии, дифракции обратной рассеянных электронов и рентгеноструктурного анализа). По данным ДОРЭ применение обработки РКУП450+ТО550 к образцам высокоэнтропийного сплава привело к формированию полос деформации шириной до 10 мкм, имеющих высокоугловые разориентировки относительно других участков. На остальных участках наблюдалось формирование субзерен размером 2-3 мкм. Доля малоугловых границ зерен достигала 94,1%. На ПЭМ изображениях структуры были видны удлиненные зерна шириной 0,3 -0,5 мкм и длиной 0,5 – 1,5 мкм, внутри которых можно видеть повышенную плотность дислокаций. Рентгеноструктурные исследование показали присутствие на рентгенограммах рефлексов от основной фазы FeNiMnCr и вторичной фазы MnNi. Применение РКУП привело к увеличению параметра кристаллической решетки вследствие растворения частиц вторых фаз, к снижению размера ОКР в результате измельчения зеренной структуры и к увеличению микроискажений кристаллической решетки по сравнению с исходным литым состоянием. 6. Определены значения микротвердости, прочности и коррозионной стойкости в экспериментальных РКУП образцах с использованием методов измерения микротвердости по Виккерсу, механических испытаний на растяжение и потенциодинамических исследований. Применение обработки РКУП450+ТО550 позволило достигнуть значений предела прочности 1013 МПа, что выше соответствующих значений 377 МПа образца в исходном состоянии в 2,5 раза. РКУП образцы высокоэнтропий¬ного сплава сохранили высокую термическую стабильность микротвердости 3500 МПа до температуры 600°С и сохранили коррозионную стойкость, сопоставимую с коррозионной стойкостью исходных образцов сплава.