СТРУКТУРА ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТВЕРДОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ WC З ВИСОКОЕНТРОПІЙНОЮ ЗВ'ЯЗКОЮ NiFeCrWMo 

Анотація

Для виготовлення твердих сплавів на основі WC в якості зв’язки, альтернативної Со, використано еквіатомний високоентропійний сплав (ВЕС) NiFeCrWМo, отриманий механічним легуванням. Гомогенізацію порошкової суміші WC–10 ВЕС (% (мас.)) проведено у планетарному млині протягом 2 год, а її консолідацію здійснено електронно-променевим спіканням (ЕПС) протягом 4 хв за температури 1450 °C та іскроплазмовим спіканням (ІПС) протягом 10 хв за температури 1400 °C. Відносна щільність спечених зразків досягла 99,4%. Фазовий склад, мікроструктуру та механічні властивості твердих сплавів WC–10 ВЕС досліджено методами рентгенівської дифракції, сканувальної електронної мікроскопії та мікроіндентування. Встановлено вплив ВЕС-зв’язки NiFeCrWMo на мікроструктуру та механічні властивості твердих сплавів WC–10 ВЕС в порівнянні з традиційним сплавом ВК8 (WC–8 Со). Після ЕПС твердий сплав WC–10 ВЕС складається із зерен WC, ВЕС–зв’язки NiFeCrWMo, що має ОЦК–структуру, та невеликої кількості (3,5%) складного карбіду (Ni, Fe, Cr)_xW_yC_z, тоді як після ІПС кількість останнього зростає до 47% завдяки більшому часу спікання та прикладанню тиску. Помітного зростання зерен WC під час спікання сплаву WC–10 ВЕС не спостерігається завдяки  багатоелементному складу ВЕС–зв’язки NiFeCrWMo та утворенню прошарків складного карбіду (Ni, Fe, Cr)_xW_yC_z, що перешкоджають росту зерен WC. Твердість HV і в’язкість руйнування К_Iс твердих сплавів WC–10 ВЕС після ЕПС становлять 18,9 ГПа та 11,4 МПа ⋅ м^1/2 відповідно, а після ІПС – 19,9 ГПа та 10,8 МПа ⋅ м^1/2. Тверді сплави із ВЕС-зв’язкою демонструють  відмінне поєднання твердості та в’язкості руйнування. Ці показники є більш високими, ніж у традиційного твердого сплаву ВК8, отриманого ЕПС протягом 4 хв         при 1350 °C, твердість якого становить 16,5 ГПа, а в’язкість руйнування К_Iс =  9,5 МПа ⋅ м^1/2.