Исследование и разработка высокоэнтропийных сплаво системы Co-Cr-Fe-Ni-Mn с высокой прочностью и пластностью

Высокоэнтропийные сплавы системы Co-Cr-Fe-Ni-Mn с гранецентрированной кубической (гцк) решеткой привлекают значительное внимание ученых со всего мира из-за выдающихся механических свойств. Проведенные в последние годы исследования, в том числе и заявителями проекта, показывают, что наиболее перспективным может быть использование таких сплавов в качестве криогенных материалов. В ходе выполнения проекта РНФ 18-19-00003 был получен ряд новых научных результатов, позволивших установить детальные взаимосвязи между химическим составом, режимами обработки, структурой, механизмами деформации и механическими свойствами высокоэнтропийных сплавов на основе системы Co-Cr-Fe-Ni-Mn, легированных алюминием и углеродом. Наиболее важным результатом стала показанная возможность получения мелкозернистой рекристализованной структуры в легированных большими количествами алюминия или углерода сплавах; тем самым обеспечивается получение высокого уровня прочностных и пластических свойств при комнатной и криогенных температурах, а также привлекательного уровня ударной вязкости и усталостной прочности. Полученные в сплавах свойства конкурентоспособны относительно современных криогенных сталей. Это обуславливает перспективность применения подобных сплавов в качестве материалов для изделий криогенной техники. При этом очевидно, что возможности практического использования сплавов типа эквиатомного CoCrFeMnNi заметно ограничены из-за высокого содержания дорогостоящих элементов. Интерес вызывает возможность перехода к более доступным композициям, содержащих меньшее количество никеля и/или кобальта. Кроме того, с точки зрения обеспечения высокого уровня механических свойств, в том числе и при криогенной температуре, крайне эффективно использование элементов внедрения. Недавние исследования, в том числе и заявителей проекта, показывают, что наилучшего сочетания свойств можно добиться при легировании азотом. Однако, для того чтобы научно обосновать композиции новых легированных азотом высокоэнтропийных сплавов и режимов их обработки для получения оптимального комплекса свойств необходимо проведение детальных исследований, которые выявят взаимосвязи между химическим составом, структурой, и механическим поведением и свойствами сплавов, что и является задачей предлагаемого Проекта. Таким образом, научная проблема предлагаемого Проекта связана с созданием новых конструкционных металлических материалов с перспективными для практических применений свойствами на основе высокоэнтропийных сплавов системы Co-Cr-Fe-Ni-Mn.