ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНЕ ОКИСНЕННЯ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ СПЛАВІВ AlCrFeCoNiMn_х

Анотація

Досліджено еволюцію фазового складу та особливості формування оксидних шарів на поверхні сплавів системи AlCrFeCoNiMn_х (х = 0,5; 1) під час тривалого окиснення при 900 °С. Встановлено, що у вихідному литому стані, незалежно від вмісту марганцю, у сплавах формується однофазний упорядкований твердий розчин із ОЦК упорядкованою за типом (В2) кристалічною структурою. Показано, що фазовий склад плівки змінюється залежно від часу витримки та вмісту марганцю. Через 10 год окиснення на поверхні сплаву AlCrFeCoNiMn утворюються високоентропійний оксид типу шпінелі MeMn₂O₄ та оксиди Mn₃O₄ і Al₂O₃, а на сплаві AlCrFeCoNiMn_0,5 — лише Mn₃O₄ та Al₂O₃. Збільшення тривалості окиснення еквіатомного сплаву до 25 год призводить до формування в оксидній плівці шпінелі NiMn₂O₄ і біксбіїту FeMnO₃, також присутні Mn₃O₄ і Al₂O₃. Фазовий склад окисненого шару на сплаві AlCrFeCoNiMn_0,5 не змінився. Через 50 год структура окалини на обох сплавах подібна і складається з NiMn₂O₄, FeMnO₃, Mn₃O₄ та Al₂O₃ у різних співвідношеннях. Встановлено, що кінетика окиснення сплавів закономірно залежить від вмісту Mn: чим він вищий, тим більша швидкість окиснення. Також встановлено, шо під окалиною в обох сплавах формується суцільний шар ГЦК твердого розчину, збагаченого Cr, Fe та Co. У підокалинному шарі сплава AlCrFeCoNiMn також спостерігається зона внутрішнього окиснення. Виявлено, що тривала (протягом 50 год) витримка при 900 °С суттєво змінює фазовий склад матриці сплавів — відбувається спінодальний розпад ОЦК (В2) твердого розчину з формуванням фаз із ОЦК- і ГЦК-структурами та s-фази, яка має тетрагональну кристалічну ґратку. Дослідження мікротвердості матриці сплавів показало різке зростання твердості після відпалу, що можна пояснити виділенням значної  кількості s-фази.