Сучасні напрями теоретичних розробок щодо використання сплавів на основі заліза

Abstract

У статті доведено, що важливими здобутками теоретичних розробок щодо використання сплавів на основі заліза є наукові праці вітчизняних дослідників. Так, у дисертаційному дослідженні Карпець М.В. вперше систематично досліджено фазовий склад, мікроструктуру та фізико-механічні властивості сплавів системи Сr-Ni-Co-Fe-Cu-Al в концентраційному інтервалі (0-3 моль) вмісту хімічних елементів. Встановлено, що в досліджуваній системі внаслідок високої ентропії змішування утворюються лише прості тверді розчини заміщення на основі ГЦК та ОЦК структур, які характеризуються високим комплексом фізико-механічних властивостей, не притаманних жодному із складових компонентів. Обґрунтовано, що основним фактором фазоутворення у високоентропійних сплавах є величина середньої електронної концентрації сплаву. Інтервал значень середньої електронної концентрації, в якому існують ОЦК чи ГЦК структури, залежить від швидкості кристалізації розплаву та наявності в сплаві елементів, схильних до ліквації. Встановлено елементи-стабілізатори твердих розчинів на основі фаз з ОЦК (Al, Cr) та ГЦК (Cu, Ni, Co) структурами. Суттєвим науковим досягненням слід вважати вперше розроблений високоентропійний сплав CrMnFeCoNi2Cu на основі твердого розчину зі структурою ГЦК фази, здатний деформуватись прокаткою при кімнатній температурі на 98 % без появи тріщин або надривів. Досліджено його фазовий склад, мікроструктуру та фізико-механічні властивості на всіх етапах деформування. Показано, що в Україні вперше при холодній прокатці у високоентропійному сплаві CrMnFeCoNi2Cu, подібно до чистих металів та сплавів з ГЦК-структурою, виникає текстура прокатки з основною компонентою. В статті наведено приклади інших теоретичних розробок щодо використання сплавів на основі заліза.The article proves that important achievements of theoretical developments regarding the use of ironbased alloys are the scientific works of domestic researchers. Thus, in the dissertation research of Karpets M.V. for the first time, the phase composition, microstructure and physicо-mechanical properties of alloys of the Сr-Ni-CoFe-Cu-Al system in the concentration range (0-3 mol) of the content of chemical elements were systematically investigated. It was established that in the studied system, due to the high entropy of mixing, only simple solid substitution solutions based on fcc and bcc structures are formed, which are characterized by a high complex of physical and mechanical properties that are not inherent to any of the constituent components. It is substantiated that the main factor of phase formation in high-entropy alloys is the value of the average electron concentration of the alloy. The interval of values of the average electron concentration, in which bcc or fcc structures exist, depends on the rate of crystallization of the melt and the presence of elements prone to liquation in the alloy. Stabilizing elements of solid solutions based on phases with bcc (Al, Cr) and fcc (Cu, Ni, Co) structures were established. A significant scientific achievement should be considered the first developed high-entropy CrMnFeCoNi2Cu alloy based on a solid solution with an fcc phase structure, capable of being deformed by rolling at room temperature by 98% without the appearance of cracks or tears. Its phase composition, microstructure, and physical and mechanical properties at all stages of deformation were studied. It is shown that, for the first time in Ukraine, during cold rolling in the high-entropy CrMnFeCoNi2Cu alloy, similar to pure metals and alloys with an fcc structure, a rolling texture with the main component appears. The article provides examples of other theoretical developments regarding the use of iron-based alloys.