СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ПОКРЫТИЯ ВЭС Al-Fe-Co-Cr-Ni, СФОРМИРОВАННОГО НА СПЛАВЕ 5083: 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.01.005

Юрий Федорович  Иванов; Виктор Евгеньевич  Громов; Сергей Валерьевич  Коновалов; Михаил Олегович  Ефимов; Юлия Андреевна  Шлярова; Ирина Алексеевна  Панченко; Михаил Дмитриевич  Старостенков

Авторы

Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8022-7958
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
Михаил Олегович Ефимов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-4890-3730
Юлия Андреевна Шлярова Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0001-5677-1427
Ирина Алексеевна Панченко Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-1631-9644
Михаил Дмитриевич Старостенков Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, 656038, Барнаул, Россия https://orcid.org/0000-0002-6326-7613

Ключевые слова:

высокоэнтропийный сплав, метод холодного переноса металла, сплав алюминия 5083, элементный и фазовый состав, дефектная субструктура

Аннотация

Используя технологию холодного переноса металла (проволочно-дуговое аддитивное производство (WAAM), совмещенное со сварочной наплавкой (СМТ)) на подложке из сплава 5083 сформировано покрытие высокоэнтропийным сплавом (ВЭС) Al-Fe-Cr-Co-Ni неэквиатомного состава. Методами современного физического материаловедения выполнен анализ структуры, фазового и элементного состава, дефектной субструктуры системы «покрытие-подложка». Показано, что элементный и фазовый состав, дефектная субструктура покрытия зависят от расстояния до зоны контакта покрытия и подложки. В слое толщиной до 200 мкм, примыкающем к зоне контакта, выявлено присутствие включений второй фазы на границах зерен ВЭС, обогащенной атомами хрома и железа. Микродифракционным анализом установлено, что это включения Al₈Cr₅. В зоне перемешивания покрытия и подложки выявлено формирование нанокристаллической фазы Al₂O₃ и MgAlO размером 10-20 нм и субзеренной структуры (размер субзерен 140-170 нм. Структура 1-го типа характеризуется неоднородным распределением химических элементов ВЭС, выявлены области пластинчатой формы, обогащенные атомами Cr и сферической формы, обогащенные атомами Ni, Fe, Co. По границам субзерен структуры располагаются наноразмерные частицы (NiCo)₃, Al₄ и Al₁₃Fe₄. Высказано предположение о физических механизмах повышения твердости материала в зоне контакта «покрытие-подложка».