Структура, механічні властивості та корозійна стійкість  високоентропійного сплаву CrCuFeNiMo_0,3,  отриманого методом порошкової металургії

Анотація

Високоентропійний сплав CrCuFeNiMo_0.3 виготовлено із застосуванням методів порошкової металургії. Мікроструктуру сплаву, його твердість, компресійну й корозійну стійкість досліджено за допомогою автоелектронної сканувальної мікроскопії (FESEM), енергодисперсійної спектроскопії (EDS) та рентгеноструктурного аналізу (XRD). Також застосовували мікротестер Віккерса для визначення твердості, машину для випробування матеріалів та електрохімічну робочу станцію. За результатами експеримента виявлено світлі та темні ділянки в мікроструктурі сплаву. Край ділянки світлого кольору був пелюстко-подібним. Також у світлій ділянці мікроструктури спостерігалося чергування смуг. За допомогою енергодисперсійної спектроскопії та аналізу розподілу елементів на поверхні сплаву CrCuFeNiMo_0,3 виявлено тенденцію елементів до сегрегації. Хром, залізо та нікель розподілялися більш однорідно, тоді як мідь скупчувалася в просторі між частинками. Молібден найбільше схильний до сегрегації, оскільки температура плавлення цього елемента є найвищою серед елементів дослідженого високоентропійного сплаву CrCuFeNiMo_0,3. Під час спікання внутрішня та крайова частини пресованих циліндричних зразків нерівномірно нагрівалися на мікрорівні, що призвело до нерівномірної дифузії атомів та сприяло сегрегації елементів. Сегрегація мідних частинок значною мірою пов’язана з ентальпією змішування еле-мен­тів. Ентальпія змішування високоентропійного п’ятикомпонентного сплаву CrCuFeNiMo_0,3 значно вища, ніж в інтерметалічних сполуках. У ньому утворюються прості кубічні гранецентровані й об’ємноцентровані структури, пригнічуючи появу крихких інтерметалевих сполук. Ефект зміцнення твердим розчином та подрібнення зерен молібдену підвищують твердість і міцність сплаву. Найвище значення мікротвердості сплаву становило 766 (за Вікерсом), а міцність на стиск — приблизно 1782 МПа. Механізм руйнування сплаву — це квазікрихкий злам по кристалографічних площинах. Густина корозійного струму сплаву в 3,5% розчині NaCl становила 5,35 × 10⁻⁶ мА/см², а корозійний потенціал дорівнював –0,52 В. Корозія на поверхні сплаву є досить незначною, без точкових заглиблень, і зосереджена переважно в межах зерен й деяких світлих ділянок мікроструктури.