Вплив температури інтенсивної пластичної деформації на механічні властивості високоентропійного сплаву CoCrFeNiMn

Анотація

Високоентропійний сплав CoCrFeMnNi було отримано дуговою плавкою компонентів в атмосфері чистого аргону з подальшими гомогенізаційними відпалами. З отриманих зливків виготовляли зразки у формі дисків товщиною ~ 1 мм і діаметром 10 мм, що зазнавали інтенсивної пластичної деформації за допомогою методу крутіння під високим тиском (КПВТ) в ковадлі Бріджмена під гідростатичним тиском 6 ГПа при температурі 77 К. Деформація в ході КПВТ досягалася 5 обертами плунжера зі швидкістю 0,2 об./хв., що дозволяло отримувати у зразках однорідну нанокристалічну структуру з розміром зерен меншим ніж 100 нм. Для механічних випробувань шляхом одновісного стиску з дисків після КПВТ на відстані 3 мм від центру вирізали прямокутні зразки розміром 1,3 × 0,6 × 0,6 мм3. В інтервалі температур 300-4,2 К для отриманого наноструктурного стану проведено аналіз деформаційних кривих. Виявлено, що зниження температури від 300 до 4,2 К призводить до зростання величини межі текучості від 1,44 ГПа до 2,48 ГПа, що характерно для термоактивованого характеру пластичної деформації.
Для всього дослідженого інтервалу температур (300-4,2 К) в структурному стані після КПВТ при 77 К встановлено аномальне зменшення величини межі плинності в порівнянні з аналогічними величинами межі плинності після КПВТ при 300 К.
Проведений аналіз показав, що виявлена аномальна поведінка межі плинності при активній деформації обумовлена особливостями мікроструктури, що утворюється під час кріогенної деформації крутінням під високим тиском при 77 К, зокрема з появою мартенситної фази з ГЩП ґраткою і пов’язаним з цим зниженням щільності дислокацій. Показано, що особливості мікроструктури після КПВТ при 77 К в нанокристалічному ВЕС CoCrFeMnNi істотно впливають не тільки на міцність сплаву в локальних областях, тобто на величину його мікротвердості, а й на діючі напруги, відповідальні за перебіг пластичної деформації при активній деформації.