Пятикомпонентные высокоэнтропийные сплавы ВЭС типа сплава CoCrFeNiMn Кантора, обладающие хорошим сочетанием прочностных и пластических свойств и имеющие благоприятные перспективы практического использования, вот уже более четверти века активно исследуются во всем мире. В статье представлен краткий обзор публикаций в основном зарубежных исследователей по поиску направлений изменения, (улучшения) свойств этих сплавов и их практическому применению. Проанализированы теоретические и экспериментальные работы, свидетельствующие о возможности электронных структур в формировании свойств высокоэнтропийных сплавов. Изучение магнитных свойств ВЭС, может дать важную дополнительную информацию об их электронной структуре. На примере ВЭС (CoCrFeMn)1-хNiх, содержащих пять ферромагнитных элементов, прослежена эволюция магнитной природы с изменением температуры. Обращено внимание на необходимость ускорения масштабного практического применения ВЭС. Показаны трудности и сдерживающие факторы практического использования ВЭС и пути их преодоления. В этом направлении проведен анализ публикаций в зарубежной печати о путях создания ВЭС из отходов (лома) машиностроительной и металлургической промышленности. Выполнено сравнение структурно-фазовых состояний и механических свойств ВЭС, изготовленных из чистых составляющих элементов и отходов, содержащих нержавеющую сталь, нихром, кобальтовые сплавы.

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 Al3Niприсутствуют 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.

Studies of structure, phase composition, defect substructure, irradiation morphology and fatigue fracture surfaces of rail steel treated by high intensive electron beam with energy density 10 and 20 J/sm2 are carried out by methods of scanning and transmission electron diffraction micros- copy. It is shown that the reason of fatigue life increase (in 2.5 times) after irradiation is the formation of toothed separation boundary “strengthened layer – matrix”.