ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗОНЫ КОНТАКТА ПОКРЫТИЯ ИЗ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА AlFeCoCrNi НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ СПЛАВА 5083 ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.02.001

Юрий Федорович  Иванов; Михаил Олегович  Ефимов; Виктор Евгеньевич  Громов; Сергей Валерьевич  Коновалов; Ирина Алексеевна  Панченко; Юлия Андреевна  Шлярова; Алексей Борисович  Юрьев

Авторы

Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8022-7958
Михаил Олегович Ефимов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-4890-3730
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
Алексей Борисович Юрьев Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-9932-4755

Ключевые слова:

зона контакта, высокоэнтропийный сплав AlFeCoCrNi, подложка, сплав 5083, электронные пучки, структура, фазовый состав

Аннотация

Используя метод проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM-wire arc additive manufacturing) на подложке из алюминиевого сплава 5083, было сформировано покрытие из высокоэнтропийного сплава (ВЭС) AlCrFeCoNi неэквиатомного состава (масс %: 15,64 Al; 22,31 Fe; 7,78 Co; 8,87 Cr; 44,57 Ni). Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии выполнен анализ структуры, фазового и элементного состава, дефектной субструктуры зоны контакта после облучения низкоэнергетическими электронными пучками с параметрами: плотность энергии пучка электронов 30Дж/см², длительность импульса 200 мкс, количество импульсов 3, частота следования импульсов 0,3 Гц. Показано, что облучение приводит к фрагментации материала микротрещинами. Выявлено образование многофазной многоэлементной субмикро-нанокристаллической структуры, сформированной преимущественно в подложке, которая имеет более низкую температуру плавления по сравнению ВЭС. Микродифракционным анализом с применением метода темнопольного изображения показано формирование зерен Al₃Ni и твердого раствора на основе Al. В объеме зерен Al₃Ni присутствуют частицы фазы Fe₂Al₅, размеры которых изменяются в пределах (35-70) нм. Установлено взаимное легирование покрытия и подложки. Дислокационная субструктура, формирование которой обусловлено термическими напряжениями при облучении электронными пучками, представлена сетками со скалярной плотностью дислокации 2,1·10¹⁰ см^-2.