З початку 20-го століття швидкий розвиток металургії був викликаний необхідністю нових матеріалів з вищими фізико-механічними та технологічними характеристиками. У зв’язку з цим створювались нові матеріали та проводилась розробка нових технологій їх отримання. Разом з цим у сплавах збільшується як кількість легувальних компонентів, так і кількість елементів, які формують основу матеріалу. У свою чергу, це привело до того, що на початку 21-го століття було створено матеріали нового класу – високоентропійні сплави, які містять у своєму складі 5 або більше елементів з концентрацією кожного 5…35 ат. %. Дані сплави мають значно кращий комплекс властивостей відносно звичайних сплавів, а саме: високу твердість, міцність на стиск та розтяг, пластичність, високу стійкість до зношування та твердість і т.д.

Метою роботи є дослідити методами мікромеханічних випробувань [1, 2] властивості високоентропійних AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплавів, отриманих методом механічного легування та спікання під тиском.

AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплави були отримані механічним легуванням у планетарному млині протягом 10 год. Синтезовані високоентропійні AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплави складаються із твердих розчинів з ГЦК (основна фаза) і ОЦК кристалічною структурою, які знаходяться в наноструктурному стані із середнім розміром кристалітів 50 нм.

Після спікання під тиском 5 ГПа при температурі 800 °С AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплави мають високу мікротвердість, а саме, HV=12,6 ГПа та HV=14,7 ГПа, відповідно. Цей факт пояснюється твердорозчинним зміцненням зі значним спотворенням кристалічної ґратки твердих розчинів через різницю атомних радіусів компонентів, що входять до їх складу, та збереженням їх наноструктурного стану. Заміна нікелю на титан підвищує твердість за рахунок значно більшого атомного радіусу останнього, що призводить до ще більшого спотворення кристалічної ґратки твердих розчинів.

Механічні властивості високоентропійних AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплавів визначені по кривих «напруження-деформація», які побудовано методом індентування за методикою [2] представлено в табл. 1. З додаванням до сплаву титану замість нікелю значення границі пружності σ_е та умовної границі плинності σ_0,2 збільшуються. Таких самих змін зазнає і мікротвердість HV при додаванні титану замість нікелю, а характеристика пластичності δ_Н зменшується.

Після спікання під тиском сплави набувають високих значень характеристик міцності завдяки ефекту твердорозчинного зміцнення, сильного спотворення кристалічної ґратки.

Таблиця 1. Механічні характеристики AlCoFeCrVNi та AlCoFeCrVTi сплавів після спікання під тиском

Високий тиск та порівняно низька температура процесу спікання сприяють збереженню наноструктурного стану та підвищенню характеристик міцності сплавів.