Синтез высокоэнтропийных сплавов с низкой плотностью и высокой удельной прочностью методами механического легирования и искрового плазменного спекания

Материалы с низкой плотностью и высокой прочностью всегда привлекали внимание инженеров из-за возможности снижения веса конструкций и механизмов, при этом традиционные подходы к созданию и усовершенствованию легких металлических сплавов (в первую очередь на основе Mg, Al и Ti) во многом исчерпаны и уже не приводят к существенному повышению свойств. На настоящий момент значительное внимание со стороны материаловедов всего мира привлекают так называемые высокоэнтропийные сплавы. Имеющиеся немногочисленные данные указывают на принципиальную возможность создания новых высокоэнтропийных сплавов с плотностью, лежащие между плотностью алюминиевых и титановых сплавов – 3-4 г см-3, и высокими удельными прочностными характеристиками. Однако для получения сплавов с практически значимым комплексом свойств необходимы дополнительные исследования, направленные на установление влияния как состава сплавов, так и режимов их синтеза и обработки на структуру и механические свойства. Данный проект направлен на получение нового знания о влиянии состава, режимов синтеза и обработки на структуру и свойства высокоэнтропийных сплавов, основанных на элементах с низкой плотностью, и разработке на этой основе новых сплавов с улучшенными свойствами и методов их получения и обработки, что обуславливает его актуальность. В ходе выполнения проекта рассчитывается получить следующие научные результаты: 1) выбранные на основе расчётных равновесных фазовых диаграмм, величин феноменологических параметров, определяющих формирование фаз различного типа, и рассчитанных величин плотности, модуля упругости, и стоимости перспективные композиции высокоэнтропийных сплавов с низкой плотностью; 2) влияние условий получения (продолжительности механического легирования, температуры искрового плазменного спекания) и состава на структуру и механические свойства перспективных высокоэнтропийных сплавов с низкой плотностью и оптимальные режимы синтеза; 3) экспериментально определенные температуры фазовых превращений и закономерности роста зерен/частиц в перспективных высокоэнтропийных сплавах с низкой плотностью после механического легирования и искрового плазменного спекания при термической обработке; 4) режимы термической обработки перспективных высокоэнтропийных сплавов с низкой плотностью; 5) влияние состава и структуры на механические свойства перспективных высокоэнтропийных сплавов с низкой плотностью и температурные зависимости механических свойств. Научная значимость данного проекта и ожидаемых результатов заключается в том, что полученные данные позволят разработать новый высокоэнтропийный сплав с низкой плотностью и способы его получения и обработки для обеспечения практически значимого уровня свойств.