МІКРОСПОТВОРЕННЯ, ТВЕРДІСТЬ І МОДУЛЬ ЮНГА ПОЛІКОМПОНЕНТНИХ ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ З ОЦК КРИСТАЛІЧНОЮ ҐРАТКОЮ

Анотація

Методами рентгеноструктурного аналізу із застосуванням розробок НТУ “Харківський політехнічний інститут” досліджено фазовий склад, мікронапруження II роду, розміри областей когерентного розсіяння (ОКР) полікомпонентих (середньо- та високоентропійних) твердих розчинів з ОЦК кристалічною ґраткою й усередненою електронною концентрацією С_sd від 4,6 до 5,47 ел./ат. Проаналізовано вплив означених характеристик на твердість і модуль пружності сплавів. Cплави виплавляли у вакуумно-дуговій печі МІФІ-9 із компонентів чистотою не менше 99,5% (мас.), злитки переплавляли 6 разів. Твердість і модуль пружності сплавів визначали з кривих наноіндентування, отриманих на установці “Мікрон-гамма” при навантаженні від 0,98 до 2,94 Н алмазною пірамідою Берковича в режимі автоматичного навантаження і розвантаження. Показано, що невелика зміна кількісного елементного складу зразків призводить до помітної зміни параметра кристалічної ґратки, мікронапружень II роду, розміру областей когерентного розсіяння, мікротвердості та модуля пружності. Максимально високі значення мікронапружень II роду і мінімальні розміри областей когерентного розсіяння спостерігаються для сплавів, що мають велику усереднену відносну невідповідність розмірів атомів елементів, які входять до складу сплавів. Підвищення електронної концентрації в сплавах призводить до збільшення їх твердості та модуля пружності, а також до зниження параметра кристалічної ґратки. Збільшення мікронапружень II роду також супроводжується зростанням твердості і модуля пружності сплавів. Показано, що мікротвердість сплавів H істотно перевищує розраховану за правилом суміші H_см і визначається твердорозчинним зміцненням (величина ΔH = H – H_см знаходиться в інтервалі 2,9–6,4 ГПа). Встановлено, що прецизійно обчислені за шириною рентгенівських ліній мікронапруження II роду можуть розглядатися як міра спотворення кристалічної ґратки твердого розчину і бути використаними для оцінки рівня твердорозчинного зміцнення. Запропоновано співвідношення між рівнем твердорозчинного зміцнення, модулем пружності і величиною мікроспотворень кристалічної ґратки (мікронапружень II роду).