Ученые из Сколтеха и Института проблем сверхпластичности металлов РАН исследовали механические свойства высокоэнтропийных сплавов (ВЭС), полученных с помощью аддитивных технологий, под действием статических и циклических нагрузок. Это необходимо для того, чтобы определить практическое применение ВЭС, которые обладают высокими механическими характеристиками в широком диапазоне температур.

Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds. Традиционные материалы, которые были разработаны в XX веке и активно используются в различных отраслях промышленности и машиностроения, достигли своего предела эксплуатационных свойств. Для улучшения механических характеристик традиционных материалов и повышения температуры их эксплуатации применяется процесс легирования (добавления примесей).

Альтернатива легированных сплавов – высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), которые содержат равную атомарную долю входящих в их состав элементов. Возможность получения таких сплавов впервые продемонстрирована в 2004 году. С тех пор опубликовано большое число работ, показывающих высокие механические характеристики ВЭС в широком диапазоне температур. Эти результаты получены для ВЭС, изготовленных традиционными методами.

«Мы решили исследовать свойства ВЭС, полученных с использованием аддитивных технологий. Оказалось, что ранее для таких материалов исследовались в основном статические характеристики напечатанных ВЭС. Однако для практических применений важно исследовать свойства ВЭС при воздействии циклических нагрузок», – говорит ведущий научный сотрудник Cколтеха Станислав Евлашин.

В результате проведенных исследований изучены свойства сплава CrFeCoNi, полученного с использованием технологии селективного лазерного плавления. Новая работа ученых из Центра Сколтеха по проектированию, производственным технологиям и материалам (CDMM) и Института проблем сверхпластичности металлов РАН продолжает предшествующие исследования, посвященные высокоэнтропийным сплавам.

«В своем исследовании мы показали, что отжиг напечатанных изделий приводит к снятию внутренних напряжений, улучшению пластичности, также происходит незначительное уменьшение предела текучести, при сохранении предела прочности материала. Было продемонстрировано, что при циклических нагрузках важен процесс постобработки изделия на токарном станке. Без токарной обработки увеличивается вероятность дефектов и разрушения материала», – рассказывает аспирант Центра Сколтеха по проектированию, производственным технологиям и материалам Юлия Кузьминова.