Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Методом аргонодуговой плавки с нерасходуемым электродом были получены слитки составов (Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125Mo0,125)xB100-x, (Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125V0,125)xB100-x, (Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125(Mo,V)0,125)xB100-х, где х=75, 78, 80, 83, 86, 88, 89. Из подготовленных слитков были получены ленты методом закалки расплава на вращающийся медный диск. Плавка и разливка происходила при давлении аргона 0.3 атм, после вакуумирования камеры до давления 10-4 Па. Толщина лент в зависимости от скорости вращения диска составляла от 20 до 100 мкм. Структура полученных лент сплавов была исследована методами рентгеноструктурного анализа, сканирующей и просвечивающей микроскопии. Структура сплавов Mo-B полностью аморфная в не зависимости от содержания бора в составе. Частичная и полная замена молибдена на ванадий приводит к формированию в структуре лент нитридов переменного состава. Показано, что объемная доля нитридов в структуре полученных лент уменьшается с увеличением содержания бора в составе сплава. Структура сплавов группы Mo,V-B полностью аморфная при содержании бора более 20 ат.%, в то же время получить полностью аморфную структуру в сплавах группы V-B удается только при содержании B 25 ат.%. Установлено, что в структуре лент сплавов групп Mo,V-B и V-B, формируются ГЦК нитриды (Mo,V,Cr)(N,B) и (V,Cr)(N,B) соответственно. Наблюдаемые нитриды располагаются на воздушной стороне ленты и имеют граненую форму. Состав нитридов в группе сплавов V-B изменяется в зависимости от содержания бора в сплаве, при низких содержаниях бора в структуре наблюдается формирование нитрида преимущественно на основе ванадия, в то время как при увеличении содержания бора наблюдается увеличение содержания хрома в составе нитрида. Во всех наблюдаемых нитридах наблюдается повышенное содержание бора, что обедняет им – главным элементом аморфизатором – аморфную матрицу. Установлено, что формирование в структуре лент нитридов является следствием их формирования в структуре исходных слитков. При равном содержании азота во всех исследуемых сплавах, и составляющем 0,04±0,01 масс. % замена молибдена на ванадий приводит к формированию в структуре сплавов тугоплавких нитридов, вместо наблюдаемых в сплавах группы Mo-B – боридов. Образующиеся нитриды не успевают расплавиться перед закалкой и попадают в аморфную ленту. Характеристические температуры сплавов определяли методом дифференциального термического анализа. Установлено, что все сплавы в процессе претерпевают кристаллизацию, что косвенно подтверждает формирование аморфной фазы в процессе закалки. Кристаллизация всех сплавов кроме Mo,V-25B, V-22B и V-25B начинается из аморфного состояния. Увеличение содержания бора в составе сплавов и замена молибдена на ванадий повышает термическую стабильность аморфной матрицы и кристаллизация сплавов Mo,V-25B, V-22B и V-25B происходит из состояния переохлажденной жидкости. Установлено, что с увеличением содержания бора во всех группах сплавов происходит изменение процесса кристаллизации. В сплавах с низким содержанием бора наблюдается первичная кристаллизация, сменяемая при увеличении его содержания в сплавах – эвтектической. Показано, что микротвердость сплавов группы Mo-B имеет нелинейную зависимость от содержания бора в составе. Наблюдается провал значений микротвердости сплавов при содержании бора 17-20 ат.%. Замена молибдена на ванадий приводит к снижению микротвердости сплавов, и устранению снижения микротвердости при содержании бора 17-20 ат. %. Предположено, что снижение значений микротвердости сплавов с ванадием может быть связано с формированием в структуре ленты нитридов. Изменение химического состава аморфной матрицы, обеднение ее элементами, входящими в состав нитридов, может приводить к снижению микротвердости. Формирующиеся нитриды богаты молибденом, ванадием и хромом. Известно, что добавки молибдена и хрома в высокоэнтропийных аморфных сплавах значительно повышают их прочностные свойства. Несмотря на наблюдаемое снижение микротвердости в сплавах с ванадием, все исследуемые сплавы обладают высокими значениями микротвердости, превышающими 750 mHV. Наблюдается рост микротвердости сплавов при увеличении содержания бора в составе. Максимальной микротвердостью равной 1200±26 mHV обладает сплав Mo-22B. Установлено, что сплавы группы Mo-B являются парамагнитными в аморфном состоянии при комнатной температуре. Замена молибдена на ванадий приводит к формированию у сплавов слабых ферромагнитных свойств. Наблюдается рост индукции насыщения сплавов при увеличении содержания ванадия в сплавах. В сплавах группы Mo,V -B ферромагнитными являются сплавы содержащие в своем составе от 14 до 22 ат.% B. Сплавы группы V-B ферромагнитны при содержании бора от 14 до 25 ат.%. Проведенные испытания электрохимической коррозии в кислотной и щелочной среде показали, что плотность тока и потенциалы коррозии не зависят от содержания бора и замены молибдена на ванадий. Все исследуемые сплавы имеют низкие значения тока коррозии, на 2 порядка ниже, чем аустенитные стали. Установлено, что при испытаниях на общую коррозию исследуемые сплавы не проявляют признаков коррозии в щелочной среде в течении 1800 часов. Показано, что замена молибдена на ванадий в исследуемых сплавах приводит к увеличению скорости общей коррозии в кислотной среде. Увеличение содержания бора в сплавах так же увеличивает скорость коррозии во всех группах исследуемых сплавов. Наибольшую коррозионную стойкость показывают сплавы группы Mo-B, скорость коррозии которых в 10-30 раз меньше, чем скорость коррозии коррозионностойких аустенитных сталей в растворе HCl. Принята к публикации статья в журнале Металлург, Q2 по данным сайта www.scimagojr.com. Результаты исследования доложены и обсуждены на двух конференциях.