ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СИСТЕМУ «ПЛЕНКА (B+Cr) – ПОДЛОЖКА (ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫЙ СПЛАВ AlCrFeCoNi)»: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.03.007

Юрий Федорович  Иванов; Владимир Викторович  Шугуров; Антон Дмитриевич  Тересов; Михаил Олегович  Ефимов; Виктор Евгеньевич  Громов; Сергей Валерьевич  Коновалов; Ирина Алексеевна  Панченко; Юлия Андреевна  Шлярова

Авторы

Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8022-7958
Владимир Викторович Шугуров Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия
Антон Дмитриевич Тересов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0002-5363-0108
Михаил Олегович Ефимов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия
Виктор Евгеньевич Громов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-5147-5343
Сергей Валерьевич Коновалов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-4809-8660
Ирина Алексеевна Панченко Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-1631-9644
Юлия Андреевна Шлярова Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0001-5677-1427

Ключевые слова:

пленка B Cr, высокоэнтропийный сплав AlCrFeCoNi, электроннопучковая обработка, фазы, элементный состав

Аннотация

Пленочные покрытия на высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) являются одним из перспективных и наиболее изучаемых объектов последнего десятилетия. С помощью проволочного дугового аддитивного производства подготовлен ВЭС AlCrFeCoNi: неэквивалентного состава, на который методом плазменно ассистированного ВЧ-распыления была нанесена пленка B+Cr толщиной ~ 1 мкм. Последующая обработка состояла в электронно-пучковом облучении поверхности с параметрами: плотность энергии 20-40 Дж/см², длительность импульса 200 мкс, частота 0,3 с^-1, число импульсов 3. Исследования элементного и фазового состава, состояния дефектной субструктуры системы «пленка-подложка», трибологических и механических свойств проводили методами современного физического материаловедения. Установлено квазипериодическое распределение химических элементов (ат. %) 33,4 Al; 8,3 Сr; 17,1 Fe; 5,4 Co; 35,7 Ni. Показано, что при плотности энергии пучка электронов Е_s=20 Дж/см² микротвердость повышается в 2 раза, износостойкость в 5 раз, коэффициент трения снижается в 1,3 раза. При Е_s=20 Дж/см² поверхность фрагментируется сеткой микротрещин с размерами фрагментов 40-200 мкм. Высокоскоростная кристаллизация поверхностного слоя приводит к образованию субзеренной структуры с размерами субзерен (150-200 нм). Возрастание прочностных и трибологических свойств при электронно-пучковой обработке интерпретировано с учетом снижения размера зерен, формирования оксиборидов хрома и алюминия, образования твердого раствора внедрения бора в кристаллическую решетку ВЭС.