ВПЛИВ ВМІСТУ БОРУ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ ПОКРИТТІВ ALNICOFECRTI, ОТРИМАНИХ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВИМ НАПЛАВЛЕННЯМ 

Анотація

Досліджено високоентропійні покриття, отримані методом електронно-про­ме­не­вого наплавлення багатокомпонентних порошкових сумішей системи Al–Ni–Co–Fe–Cr–Ti–B_x (х = 0; 0,25; 0,5 і 1 моль) на сталеву підкладку у вакуумі. Методами рентгеноструктурного, мікроструктурного аналізів та мікромеханічних випробувань досліджено вплив вмісту бору на формування фазового складу, структури та властивостей міцності покриттів AlNiCoFeCrTiB_х. Встановлено, що покриття AlNiCoFeCrTi та AlNiCoFeCrTiB_0,25 мають типову дендритну та міждендритну структуру і складаються з двох твердих розчинів заміщення з об’ємноцентрованою кристалічною структурою (ОЦК), які відрізняються періодами кристалічних ґраток. Збільшення вмісту бору до 0,5 моль змінює фазовий склад, і в структурі покриттів, крім двох ОЦК твердих розчинів (ОЦК1 та ОЦК2), формується in situ диборид титану ТіВ₂ у формі дрібнодисперсних включень та борид хрому Cr₂B у вигляді видовжених включень. При вмісті бору 1 моль покриття залишаються чотирифазними, але при цьому кількість включень ТіВ₂ та Cr₂B зростає, а їх розміри збільшуються. Крім цього, зі збільшенням вмісту бору до 1 моль співвідношення кількості фаз ОЦК1 та ОЦК2 збільшується в бік останнього за рахунок відтоку атомів Cr та Ti. Мікромеханічні випробування показали, що зі збільшенням вмісту бору до 1 моль мікротвердість та границя плинності покриттів AlNiCoFeCrTiB_x, отриманих електронно-променевим наплавленням, підвищуються в 1,6 разів: відповідно з 8,8  і 2,4 ГПа для покриттів AlNiCoFeCrTi до 14,2  і 4 ГПа — для покриттів AlNiCoFeCrTiB. Значне підвищення характеристик міцності (твердості та границі плинності) високоентропійних покриттів зі збільшенням вмісту бору пов’язане як з ефектом твердорозчинного зміцнення атомами проникнення, так і зі зміцненням включеннями боридних фаз.