описание

Развитие современной техники неразлучно связано с развитием электронных компонентов и миниатюризацией
устройств. В последние годы все чаще электронные компоненты стали заменяться микро электромеханическими
системами (МЭМС) – устройствами, сочетающими в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. Все
большее развитие получают микроразмерные механические устройства – микродвигатели, актуаторы, редукторы.
Такие устройства предъявляют экстремально жесткие требования к материалам механической части. Они должны
обладать высокой удельной прочностью, износостойкостью, стойкостью к ползучести и способностью работать в
условиях циклических нагрузок, близких к пределу текучести, длительное число циклов. Применение кристаллических
материалов для данных задач затруднительно, как по причине относительно низкого предела текучести
обусловленного движением дислокаций, так и по причине негомогенности структуры на микроуровне – в большинстве
случаев значительное упрочнение промышленных сплавов осуществляется за счет выделения твердых
интерметаллидных фаз в относительно мягкой матрице, что осложняет получение микродетали с гомогенной
структурой. Именно поэтому широкое распространение для изготовления микродеталей получил монокристаллический
кремний, однако, его свойства анизотропны в зависимости от кристаллографического направления, что вызывает
сложности при изготовлении деталей работающих в сложных схемах нагружения.
Современной промышленности требуются материалы с высокой удельной прочностью и гомогенной структурой на
микроуровне. Такими материалами являются металлические стекла – быстрозакаленные сложнолегированные сплавы с
отсутствием кристаллической структуры и соответственно ее дефектов. Данный класс материалов является крайне
перспективным для изготовления деталей МЭМС и микромеханических изделий, благодаря их высокой прочности,
превышающей кристаллические аналоги более чем 2 раза, высоким значениям упругой деформации, уникальным
магнитным свойствам, а так же относительной простотой изготовления путем штамповки при температурах вязкого
течения.
В результате выполнения проекта будут созданы новые аморфные материалы на основе квази-высокоэнтропийных
сплавов легких переходных металлов с добавкой бора в качестве стеклообразующего элемента. Применение
многокомпонентного легирования аморфных сплавов позволит увеличить их стеклообразующую способность, улучшить
термическую стабильность, получить ультравысокую прочность материала без формирования вторичных выделений,
оказывающих негативное влияние на гомогенность структуры на микро и наноуровнях, а так же на коррозионные и
магнитные свойства материалов.

Аморфные сплавы в последние два десятилетия занимают все большую долю рынка магнитомягких материалов, что
обусловлено их уникально низкими потерями при перемагничивании. Однако, применение в качестве
конструкционных материалов аморфных сплавов только начинает набирать обороты. Это обусловлено высокой
стоимостью и технологической сложностью получения изделий с большой толщиной. При этом, для массового развития
робототехники и микроэлектронных устройств требуются материалы с уровнем прочностных свойств
труднодостижимом на промышленных кристаллических сплавах, кроме того, кристаллические сплавы не могут
обеспечить гомогенность структуры на микроуровне, так как в большинстве из них упрочнение достигается за счет
вторичных выделений и формирования многофазной структуры. Гомогенная структура аморфных металлов на нано и
микроуровне является основной причиной их уникального комплекса свойств, который так необходим при
изготовлении микродеталей. Рекордные значения прочности (до 5ГПа) были достигнуты на аморфных сплавах на
основе железа и кобальта с высоким содержанием неметаллов и добавками дорогостоящих тугоплавких металлов.
Широкое распространение МЭМС и микромеханических устройств требует применения дешевых и массовых
материалов для изготовления их деталей. Разработанные высокопрочные аморфные сплавы обладают крайне высокой
хрупкостью и их разрушение возможно даже от внутренних закалочных напряжений. Важной задачей является
разработка новых сплавов и систем легирования металлических стекол на основе железа с высокой стеклообразующей
способностью, термической стабильностью, высокой прочностью, а так же способностью сохранять технологическую
пластичность после операций термической обработки. Разработка новых аморфных сплавов не возможна без
понимания формирования структуры сплавов в процессе закалки, термической обработки ниже температуры
кристаллизации, а так же в процессе кристаллизационного отжига. Закономерности формирования структуры и ее
влияния на механические и магнитные свойства в зависимости от состава сплавов будут исследованы в рамках
предлагаемого проекта. Полученные результаты позволят определить перспективные композиции аморфных сплавов
на основе легких переходных металлов с высокой прочностью и технологической пластичностью, отвечающих
требованиям предъявляемым деталям микромеханических устройств.

Основной задачей проекта является установление закономерностей формирования структуры новых многокомпонентных (квазивысокоэнтропийных) металлических стекол на основе системы Fe-Co-Ni-Cr-(Mo,V)-B при
литье и термической обработке, установление зависимостей термических, магнитных и прочностных свойств от
состава и режимов термической обработки. Установление влияния частичной и полной замены молибдена на ванадий
на структуры и комплекс свойств квазивысокоэнтропийных аморфных сплавов.
Для решения задачи разработки новых высокопрочных и обладающих технологической пластичностью металлических
стекол необходимо провести комплексное исследование, включающее
- анализ структуры сплавов после быстрой закалки, эволюцию структуры сплавов в процессе кристаллизации,
- установление влияния состава сплавов на механические и магнитные свойства в закаленном и термически
обработанном состояниях
- установление влияния состава сплава на стеклообразующую способность
- выявить наиболее перспективные высокопрочные сплавы
- установить оптимальные режимы термической обработки способствующие формированию высокого комплекса
физических, механических и технологических свойств, а именно высокой индукции насыщения, минимальной
коэрцитивной силе, высокой прочности в сочетании в наличием технологической пластичности, а так же высокой
коррозионной стойкости.

Аморфные сплавы на основе железа и кобальта обладают ультравысокой прочностью достигающей 5 ГПа. Однако
высокая стоимость кобальта и его высокое содержание в составе делает их малопривлекательными для массового
использования. Наиболее привлекательной в качестве базовой системы для разработки аморфных высокопрочных
сплавов является система Fe-B. Главным недостатком таких материалов является относительно низкая
стеклообразующая способность, редко превышающая 100-200 мкм толщины. Частичная замена железа в данной
системе на элементы, обладающие близким атомным радиусом, такие как кобальт и никель значительно увеличивают
стеклообразующую способность данной группы сплавов. Многокомпонентное замещение железа, схожее с подходом
при создании высокоэнтропийных сплавов, позволяет не только увеличить стеклообразующую способность сплавов, и
значительно повысить их технологическую пластичность и твердость до значений, превышающих 1500 HV, а так же
улучшить коррозионную стойкость за счет введения хрома. Формирование сложных многокомпонентных систем
легирования является одним из основополагающих правил разработки новых составов металлических стекол. Создание
квазивысокоэнтропийных аморфных сплавов на основе железа является новым и малоизученным направлением
материаловедения, в котором отсутствует масштабное исследование влияния легирующих элементов на структуру и
свойства сплавов в закаленном состоянии и после термической обработки. Однако, такой подход, не смотря на свою
новизну, является крайне перспективным и уже показывает значительное улучшение технологических, механических,
физических и коррозионных свойств магнитомягких аморфных сплавов на основе железа. На сегодняшний день,
отсутствуют работы по исследования влияния добавки ванадия в аморфные сплавы системы Fe-Co-Ni-Cr-B. Ванадий
имеет схожее с молибденом влияние на сплавы на основе железа. Добавка молибдена значительно увеличиваетпрочность сплавов и их технологическую пластичность. Полная или частичная замена молибдена на ванадий должна
оказать значительное влияние на стеклообразующую способность сплавов за счет усложнения системы легирования.
Ожидается увеличение термической стабильности сплавов за счет усложнения состава кристаллизующегося твердого
раствора на основе (Fe,Ni,Co,Cr,V,Mo), требующего дальнодействующих диффузионных перестроений. Более того
атомный радиус ванадия имеет промежуточное значение между радиусами Fe и Mo, что в свою очередь позволит
создать более стабильную атомную конфигурацию кластеров в аморфном состоянии, что является ключом к получению
аморфных сплавов с высокой стеклообразующей способностью и термической стабильностью. Исследование
процессов формирования структуры, кристаллизации сплавов, анализ влияния структуры на механические и магнитные
свойства в широком концентрационном диапазоне по содержанию бора позволит выбрать перспективные составы для
разработки новых квазивысокоэнтропийных аморфных сплавов с высокой удельной прочностью. Заявленный
результат будет достигнут через исследование эволюции структуры сплавов разного состава в процессе закалки из
жидкого состояния и последующей термической обработки, а так же определения оптимальных условий получения
высокого уровня эксплуатационных и технологических свойств сплавов.
Достижимость решения поставленных задач и получения заявленных результатов обусловлена использованием
современных методов исследования (анализ структуры сплавов методами рентгеновской дифракции, сканирующей и
просвечивающей электронной микроскопии, анализ стеклообразующей способности и термической стабильности с
использованием дифференциальной сканирующей калориметрии, анализом механических и физических свойств
сплавов с применением современных методов и оборудования), наличием у коллектива исполнителей доступа и
навыков работы на требуемом исследовательском оборудовании, глубокими теоретическими знаниями и значительным
экспериментальным опытом работы по заявленной тематике.

Растущие потребности общества стимулируют развитие современной техники и производства, что приводит к росту
требований, предъявляемых к свойствам используемых конструкционных и функциональных материалов. Активное
развитие материаловедения в последние 80 лет, привело к тому, что большинство способов улучшить свойства
традиционных кристаллических сплавов на базе известных систем легирования близки к исчерпанию. В связи с этим
действия ученых по всему миру направлены на поиски новых концепций легирования и поиск стабильных
неравновесных структур сплавов. Одним из перспективных направлениий исследований сегодня являются сплавы,
полученные по новым принципам легирования - высокоэнтропийные и псевдовысокоэнтропийные сплавы, которые,
благодаря своему составу и структуре могут обладать комплексом свойств недостижимом в промышленных сплавах
[1,2]. Высокий интерес вызывают их свойства в кристаллическом, нанокристаллическом и аморфном состояниях, о чем
свидетельствует растущее число публикаций результатов исследований в высокорейтинговых научных журналах всего
мира (см. дополнительные материалы). Главной отличительной чертой высокоэнтропийных сплавов является наличие
не менее пяти элементов в своем составе, где содержание каждого из элементов варьируется в районе 5 - 35 атомных
процентов. Псевдовысокоэнтропийные же сплавы состоят из пяти и или более компонентов, а содержание основного
элемента составляет 40-60 процентов, каждого растворенного 5-20 атомных процентов.
На сегодняшний день подавляющее большинство сплавов с несколькими базовыми элементами, описанными в
литературе, содержат несколько фаз, тогда как только тщательно подобранные композиции сплавов могут
образовывать однофазный твердый раствор. Произвольное смешивание элементов из периодической таблицы
зачастую приводит к образованию многофазных структур, а не однофазного твердого раствора. Например, Кантор и др.
[3] исследовали 20- и 16-компонентные сплавы в эквимолярных соотношениях и обнаружили, что оба сплава содержат
несколько фаз и являются хрупкими в виде литого слитка и спиннингованных лент. Хотя они с успехом изготовили
однофазный ГЦК сплав CoCrFeMnNi, их попытка добавить дополнительные 1-4 элемента не удалась. Установление
универсальных правил образования высокоэнтропийных сплавов не является тривиальным, что связано с рядом
эмпирических параметров, таких как разница атомных размеров, энтальпия смешения, валентная электронная
концентрация [4].
Еще одной группой перспективных для изучения сплавов являются металлические стекла – материалы, структура
которых описывается наличием ближнего порядка расположения атомов и отсутствием дальнего, соответственно.
Аморфная структура сплавов формируется за счет подавления кристаллизации методом сверхбыстрой закалки
расплава. Благодаря данной структурной особенности, аморфные материалы обладают уникальным комплексом свойств
недостижимым на кристаллических аналогах, таких как сверхвысокая прочность и твердость, низкий модуль упругости,
прекрасные коррозионные свойства, высокое электросопротивление, магнитомягкие свойства [5,6]. С момента
получения первых аморфных металлических стекол из сплава золота и кремния в 1960-х годах [7], множество
исследований посвящалось поиску составов и изучению свойств сплавов различных систем [8]. Аморфный
двухкомпонентный сплав на основе железа и бора (Fe80B20) – открыл дорогу аморфным сплавам в промышленное
производство, благодаря уникальному сочетанию магнитомягких свойств, не достижимым в лучших кристаллических
магнитомягких сплавах [9]. Эта разработка стала основой для исследования и, в последствие, широкого использования
аморфных материалов на основе железа и других ферромагнитных элементов с добавками неметаллов в качестве
магнитомягких функциональных материалов [10–12].
Долгое время исследование отмеченных новых классов металлических материалов велось раздельно друг от друга.
Однако, в 2002 году, Ма вместе с коллегами [13] получили объемные металлического стекла (ОМС) на основе системы
Ti-Zr-Hf-Cu-Ni, применив принципы высокоэнтропийного легирования, содержание каждого из элементов составило 20
ат.%. Анализ механических свойств при испытаниях на сжатие (предел прочности при сжатии σf и модуль Юнга Е) и
измерения твердости HV показали, что соотношения σf/E и (9,8 HV)/3E равные 0,0185 и 0,0156, соответственно,
согласуются с данными характерными ОМС. Таким образом, вобрав в себя положительные свойства как
высокоэнтропийных, так и аморфных сплавов, высокоэнтропийные ОМС демонстрируют большой потенциал для
последующего применения [14,15]. Количество возможных вариаций составов на сегодняшний день велико,
разработано большое количество сплавов на основе Ti [16–18], Zr [19], редкоземельных металлов [20], Fe [21–24],
отвечающих принципам высокоэнтропийных сплавов и одновременно обладающими способностью к формированию
аморфной структуры при быстрой закалке.
Огромный интерес представляют высокоэнтропийные металлические стекла, содержащие ферромагнитные элементы
(железо, кобальт, никель), обладающие сочетанием превосходных магнитомягких и механических свойств, стабильные в широком интервале температур [21]. При этом отмечается, что эквиатомное разделение содержания железа между
тремя ферромагнетиками (Fe, Co и Ni), привело к формированию более термически стабильной аморфной матрицы,
расширению интервала переохлажденной жидкости и росту механических свойств [21]. Исследовалось не только
влияние разделения ферромагнитных элементов, но и различные сочетания металлоидов в данной системе были
предприняты попытки замещения бора на фосфор и углерод [24]. Данное замещение привело к получению высокой
намагниченности насыщения (0,8-86 Тл) и низкой коэрцитивной силой (1,2-3,4 А/м) в комплексе с высоким пределом
текучести 2817-3210 МПа и высокими значениями остаточной деформации при сжатии - 0,3-1,2%.
Добавка хрома в состав, аналогичная принципам получения классических нержавеющих сталей, привела не только к
получению чрезвычайно высоких коррозионных свойств аморфного сплава (Fe, Co, Ni, Cr)100-x Bx (x=18-26), но и к
росту пластичности материала, совместно с ростом прочности и термической стабильности, наблюдаемых при
увеличении концентрации бора до 26 ат.% [22].
На сплавах системы (Fe0.25Co0.25Ni0.25Cr0.125Mo0.125)100-xBx (x=11-31%) проанализирован эффект частичного
замещения Cr на Mo. Установлено, что частичное замещение молибденом повышает стеклообразующую способность,
термическую стабильность и механическую прочность за счет формирования более стабильной атомной структуры
[23], достигаемой за счет введения атомов молибдена имеющих большой атомный радиус по сравнению с другими
металлами в составе. Сплавы данной системы с низким содержанием бора (от 11 до 14 ат. %), показывают снижение
механических свойств с увеличением концентрации бора, что связывается с увеличением межатомного расстояния.
Более того, данные сплавы обладают высокой технологической пластичностью не только в аморфном состоянии, но и
частично кристаллизованном. При этом рост микротвердости (вплоть до 1500 HV) связан с формированием в структуре
наноразмерных зерен не только ГЦК твердого раствора, но и ОЦК [25].
Важно отметить, что сплавы данной системы обладают отличными коррозионными свойствами как в кислых, так и в
щелочных растворах, которые обуславливаются образованием защитной нанометровой пленки, состоящей из
соединений Fe -, Co-, Ni-, Cr- и Mo [26]. Особенно важно, что формирование первичных кристаллов
сильнолегированного ОЦК твердого раствора на основе железа, не оказывает негативного влияния на коррозионные
свойства сплавов.
Сегодня отсутствуют работы по исследованию влияния добавки ванадия на структуру, кристаллизацию, механические,
магнитные и коррозионные свойства квазивысокоэнтропийных сплавов системы Fe-Co-Ni-Cr-(Mo,V)-B в виде лент и
объемных образцов. При это имеются данные о влияние ванадия на структуру и механические свойства
высокоэнтропийных сплавов, полученных методом магнетронного распыления [27]. Установлено, что добавка V в
сплавы CoCrFeNiMn, не содержащие неметаллы, способствует формированию аморфной структуры и появлению
нанодвойников при деформации, способствующих эффекту деформационного упрочнения.
На основании полученных ранее результатов, можно сделать вывод о перспективности добавки ванадия в
квазивысокоэнтропиные аморфные сплавы на основе системы Fe-Co-Ni-Cr-Mo-B. Добавка ванадия должна оказать
положительное влияние не только на стеклообразующую способность сплавов, и их технологичность, но и может
улучшить механические свойства аморфных и частично кристаллизованных сплавов. В связи с этим необходимо
проведение комплексного исследования структуры, механических, термических, магнитных и коррозионных свойств
сплавов системы Fe-Co-Ni-Cr-(Mo,V)-B в широком диапазоне концентраций бора.
Среди научных групп, занимающихся вопросами структуры и свойств аморфных сплавов, а так же разработкой новых
аморфных высокоэнтропийных сплавов можно выделить следующие: ИФТТ РАН, Черноголовка, Россия, группа под
руководством проф. Аронина А.С.; УГАТУ, Уфа, Россия, под руководством проф. Валиева Р.З. и Гундерова Д.В.; ВГПУ,
Воронеж, Россия, лаборатория Физики некристаллических материалов, под руководством проф. Хоника В.А.; ФГУП
ВНИИ ЧерМет им. Бардина; кафедра материаловедения и металлургии Университет Кембридж, Великобритания, Группа
под руководством проф. Грира; Институт физического материаловедения Университета Мюнстера, Германия, группа
под руководством проф. Вилде; Университет Эрика Шмидта Австрийской академия наук, группа под руководством проф.
Эккерта; Университет Теннеси, США, группа под руководством проф. Льау; университет POSTECH, Южная Корея, группа
под руководством проф. Х.С. Ким; Университет Гонконга, группа под руководством проф. Ц.Т. Лиу.
Кроме того, имеется ряд производственных компаний, занимающихся в том числе разработкой новых аморфных
сплавов и усовершенствованием технологий их получения: Liquidmetal, США; Vacuumschmelze, Германия; Hitachi,
Япония; НПО «АМЕТ», Россия.

Для разработки новых высокотехнологичных аморфных сплавов будут использованы следующие подходы:
1) использование многокомпонентных систем легирования за счет замены железа на элементы имеющие
непрерывную растворимость в двойных системах, что позволит достичь эффекта высокоэнтропийных сплавов
Одним из главных принципов формирования стабильной аморфной структуры при быстрой закалке жидкости является
выбор многокомпонентных сплавов обладающих глубокими эвтектиками образующимися смесью интерметаллидов со
сложными кристаллическими решетками. Однако наибольшее распространение в промышленности получили сплавы на
основе системы Fe-B(Si) расположенные на границе областей первичной кристаллизации твердого раствора железа и
эвтектики (Fe)+(Fe3B). Такие сплавы обладают отличным комплексом магнитных и прочностных свойств, но довольно
низкой технологичностью, по причине трудного подавления первичной кристаллизации твердого раствора на основе
железа. Подавление кристаллизации твердого раствора железа возможно путем частичной замены железа на элементы
с высокой и непрерывной растворимостью в нем. Это обусловлено увеличением размера критического зародыша при
кристаллизации, что требует атомных перегруппировок на большие расстояния. Таким образом равномерная замена
железа на такие элементы как кобальт, никель, хром, молибден и ванадий должно привести к увеличению
стеклообразующей способности сплавов, за счет подавления первичной кристаллизации из расплава, а так же
стабилизации переохлажденной жидкости. Добавка хрома к сплавам на основе железа не только увеличивает
стеклообразующую способность, но и значительно увеличивает коррозионную стойкость сплавов за счет
формирования тонкой и плотной оксидной пленки на поверхности материала. Молибден и ванадий схожи по своему
влияния на аморфные сплавы на основе железа, обладаю большим радиусом атома, чем у железа, они затрудняют
диффузионные процессы, чем оказывают положительное слияние на стеклообразующую способность и термическую
стабильность. Однако в отличии от молибдена, ванадий неограниченно растворим в железе в твердом состоянии, что
снижает вероятность образования интерметаллидных фаз при первичной кристаллизации аморфной матрицы, что в
свою очередь приводит к формированию коррозионностойкого сложнолегированного твердого раствора на основе железа.
2) Использование в качестве базовой системы легирования (Fe,Co,Ni,Cr,Mo)89-75B11-25 (ат.%), показывающей
наилучшее сочетание прочностных, коррозионных и технологических свойств из известных аморфных
квазивысокоэтропийных сплавов
Существует ряд работ показывающих, что частичная замена хрома в системе (Fe,Co,Ni,Cr)89-75B11-25 на молибден
оказывает положительное влияние на широкий комплекс свойств – термическую стабильность сплавов, твердость и
износостойкость, коррозионные свойства. Более того добавка молибдена, как элемента с большим размером атома
значительно увеличивает концентрационный интервал по бору, в котором возможно формирование аморфной
структуры, а так же при концентрации бора более 22 ат.% в данных сплавах наблюдается существование интервала
переохлажденной жидкости.
Усложнение данной системы легирования за счет введения легирующих элементов с размером атома промежуточным
между атомами железа, кобальта, никеля, хрома и молибдена, позволит создать боле плотную и стабильную атомную
конфигурацию, что в свою очередь должно увеличить термическую стабильность аморфной фазы и переохлажденной
жидкости. Соответственно ожидается увеличение концентрационного интервала бора для формирования сплавов с
высокой термической стабильностью. Уменьшение концентрации бора особенно важно с точки зрения
технологичности сплавов, как в рамках выплавки, так и со стороны технологической пластичности, кроме того будет
достигаться увеличения индукции насыщения, за счет повышения содержания ферромагнетиков в составе. Таким
образом использование системы (Fe,Co,Ni,Cr,Mo)89-75B11-25 (ат.%) в качестве базовой является важным начальным
этапом для создания более прочных и термически стабильных сплавов.
3) Использование частичной или полной замены молибдена на ванадий с целью увеличения стеклообразующей
способности, термической стабильности, и прочностных характеристик.
Одним из наиболее перспективных элементов для замены молибдена в системе (Fe,Co,Ni,Cr,Mo)89-75B11-25 (ат.%)
является ванадий. Перспективность его использования обусловлена промежуточным радиусом атома (131 пм) по
сравнению с молибденом (136 пм) и ферромагнетиками (~125 пм), относительно низкой плотностью (6.11 г/см3),
непрерывной растворимостью в альфа-железе в отличие от молибдена, который хоть и является альфа стабилизатором,
однако образует диаграмму состояния перитектического типа, с образованием большого количества промежуточных
фаз. Кроме того, добавка ванадия активно используется при создании высокоэнтропийных сплавов на основе железа,
совместно с молибденом, хромом, никелем и кобальтом. В работе предлагается провести комплексное исследование
влияния добавки ванадия, на структуру, механические свойства, процессы кристаллизации, стеклообразующую
способность и магнитные свойства сплавов системы (Fe,Co,Ni,Cr,(Mo,V))89-75B11-25 (ат.%).
При реализации проекта предлагается использовать следующие методы:
- Получение сплавов методом дугового переплава чистых элементов в вакуумной дуговой печи с холодным тиглем.
Получение образцов в виде металлических лент путем спиннингования - закалки расплава на вращающемся медном
диске, а так же объемных металлический образцов – методом литья в массивную медную изложницу
- Контроль и исследование структуры образцов методами рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной
микроскопии и сканирующей электронной микроскопии в состояниях после закалки и термической обработки
- Определение характеристических температур сплавов методом дифференциальной сканирующей калориметрии для
выбора температур и времени термической обработки, и определения критериев стеклообразующей способности
- Измерение магнитных свойств сплавов в состоянии после литья и после термической обработки методом
вибрационной магнитометрии и вольтамперным методом
- Механические свойства сплавов будут исследованы путем измерения микротвердости, испытания на сжатия будут
применяться для сплавов в объемном состоянии
- Коррозионные свойства будут исследованы путем проведения экспериментов на общую коррозию в щелочных и
соляных растворах, а так же с использованием оценки параметров электрохимической коррозии.
На основании изложенных выше подходов и методов к решению поставленной задачи в рамках проекта предлагается
реализовать следующий план работ:
Первый год
1. Получение сплавов следующих составов (Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125Mo0,125)89-75B11-25,
(Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125V0,125)89-75B11-25, (Fe0,25Co0,25Ni0,25Cr0,125(Mo,V)0,125)89-75B11-25 методами
спинингования расплава и литьем в массивную медную изложницу
2. Исследование структуры сплавов в закаленном состоянии. Определение стеклообразующей способности
(критической толщины/диаметра).
3. Определение характеристических температур сплавов методами дифференциальной сканирующей калориметрии.
Определение критериев стеклообразующей способности 4. Исследование механических и магнитных свойств сплавов в закаленном состоянии
5. Исследование коррозионных свойств сплавов в закаленном состоянии
6. Подготовка доклада для выступления на конференции и публикаций в журналы, входящие в перечень WoS и/или
Scopus.
Второй год
1. Исследование процессов кристаллизации сплавов в зависимости от состава. Установление последовательностей
фазовых превращений из аморфного состояния. Установление связи процессов кристаллизации с составом
исследуемых сплавов
2. Исследование структуры сплавов после термической обработки методами просвечивающей и сканирующей
электронной микроскопии, с использованием методов рентгеновской дифракции.
3. Определение механических свойств сплавов после термической обработки. Проведение испытаний по
определению микротвердости, технологической пластичности (изгиб ленты на 180 градусов), проведение испытаний
на сжатие (в случае получения объемных образцов сплавов)
4. Подготовка доклада для выступления на конференции и публикаций в журналы, входящие в перечень WoS и/или
Scopus.
Третий год
1. Определение магнитных свойств сплавов после термической обработки. Измерение магнитной индукции насыщения
и коэрцитивной силы сплавов в различных структурных состояниях. Установление зависимостей магнитных свойств от
составов и структуры исследуемых сплавов.
2. Определение коррозионных свойств сплавов после термической обработки. Проведение экспериментов по общей
коррозии в соляных и щелочных растворах, определение параметров электрохимической коррозии в
потенциодинамическом режиме, сплавов с различной струкутрой после кристаллизации.
3. Построение схем процессов кристаллизации, зависимостей механических, магнитных и коррозионных свойств от
составов и структуры сплавов.
4. Подготовка доклада для выступления на конференции и публикаций в журналы, входящие в перечень WoS и/или
Scopus.




основные результаты по этапу (подробно)

См. файл в приложениях "Отчёт РНФ Базлов"

основные результаты по этапу (кратко)

В рамках проекта проведено комплексное исследование влияния частичной или полной замены молибдена ванадием в сплавах (Fe,Co,Ni,Cr,Mo)89-75B11-25 (ат.%). Сплавы данной системы на сегодняшний день являются наиболее перспективными материалами для использования их при изготовлении микродеталей, благодаря высокой прочности превышающей 3 ГПа, высокой коррозионной стойкости, превышающей лучшие нержавеющие стали, технологичности и высокой термической стабильности. Добавка ванадия, как элемента с промежуточным атомным радиусом по сравнению с железом и молибденом, а так же хорошо растворимого в железе, обеспечивает формирование более стабильной атомной конфигурации аморфной фазы, что в свою очередь приводит к увеличению стеклообразующей способности, термической стабильности, увеличению технологической пластичности и повышению прочности сплавов. Получены данные по влиянию ванадия на стеклообразующую способность, процессы кристаллизации, термическую стабильность, механические, физические и коррозионные свойства данной группы сплавов.

описание вклада в работу каждого из участников (учётная форма ЦИТиС)

Базлов А.И. - руководитель, 50%
Занаева Э.Н. - осн.исполнитель, 30%
Убыйвовк Е.В. - осн.исполнитель, 30%
Пархоменко М.С. - осн.исполнитель, 30%
Магомедова Д.К. - исполнитель, 25%
Колтыгина Т.А. - исполнитель, 25%
Милькова Д.А. - исполнитель, 25%
Строчко И.В. - исполнитель, 25%

передача полной копии отчёта третьим лицам для некоммерческого использования: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

не разрешается

проверка отчёта на неправомерные заимствования во внешних источниках: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

не разрешается
АкронимRSF_MOL_RG_2022 - 1
СтатусЗавершено
Эффективные даты начала/конца28/07/2230/06/23

    Области исследований

  • аморфные металлы, механическое легирование, фазовые превращения, термомеханическая обработка

ID: 98028643