Влияние термической обработки на строение и износостойкость сплава AlFeCoCrNiNb_0,25

В представленной работе проведено исследование высокоэнтропийного сплава AlFeCoCrNiNb_0,25 и определена связь между режимами его термообработки, строением и триботехническими характеристиками. В исходном литом состоянии и после термообработки при 900, 1000 или 1100°C с последующим охлаждением на воздухе сплав состоит из двух основных фаз (твердого раствора компонентов с ОЦК-решеткой и фазы Лавеса) и имеет дендритное доэвтектическое строение. С увеличением температуры термообработки меняется параметр кристаллической решетки твердого раствора и происходит измельчение первичной дендритной структуры. Сплав показывает лучшую износостойкость после термообработки при 1100°C, что обусловлено самым низким коэффициентом трения и структурными превращениями, произошедшими в сплаве в процессе термообработки.

1. Slobodyan M., Pesterev E., Markov A. Recent advances and outstanding challenges for implementation of high entropy alloys as structural materials // Materials Today Communications. – 2023. – V. 36. – P. 106422. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.106422

2. Manzoni A., Daoud H., Völkl R., Glatzel U., Wanderka N. Phase separation in equiatomic AlCoCrFeNi high-entropy alloy // Ultramicroscopy. – 2013. – V. 132. – P. 212–215. DOI: 10.1016/j.ultramic.2012.12.015

3. Нестерова Е. Д., Бобкова Т. И., Мухамедзянова Л. В., Хроменков М. В., Сердюк Н. А. Формирование композиционных порошков мультикомпонентных сплавов системы AlxNiCoFeCr методом механохимического синтеза // Вопросы материаловедения. – 2025. – № 2. – С. 75–85. DOI: 10.22349/1994-6716-2025-122-2-75-85

4. Arun S., Radhika N., Saleh B. Effect of additional alloying elements on microstructure and properties of AlCoCrFeNi high entropy alloy system: a comprehensive review // Metals and Materials International. – 2025. – V. 31, N 2. – P. 285–324. DOI: 10.1007/s12540-024-01752-3

5. Dalan F. C., Sobrinho A. S. D. S., Nishihora R. K., Santos S. F., Martins G. V. Effect of Nb and Ti additions on microstructure, hardness and wear properties of AlCoCrFeNi high-entropy alloy // Journal of Alloys and Compounds. – 2025. – V. 1010. – P. 177117. DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.177117

6. Ma S . G . , Zhang Y. Effect of Nb addition on the microstructure and properties of AlCoCrFeNi high-entropy alloy // Materials Science and Engineering: A. – 2012. – V. 532. – P. 480–486. DOI: 10.1016/j.msea.2011.10.110

7. Jiang H., Han K., Li D., Cao Z. Synthesis and characterization of AlCoCrFeNiNbx high-entropy alloy coatings by laser cladding // Crystals. – 2019. – V. 9 (1). – P. 56. DOI: 10.3390/cryst9010056

8. Термическая обработка в машиностроении. Справочник / Под ред. Ю. М. Лахтина, А. Г. Рахштадта. – М.: Машиностроение, 1980. – 783 с.

9. Munitz A., Salhov S., Hayun S., Frage N. Heat treatment impacts the micro-structure and mechanical properties of AlCoCrFeNi high entropy alloy // Journal of Alloys and Compounds. – 2016. – V. 683. – P. 221–230. DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.05.034

10. Zhan g K., Fu Z. Effects of annealing treatment on phase composition and microstructure of CoCrFeNiTiAl high-entropy alloys // Intermetallics. – 2012. – V. 22. – P. 24–32. DOI: 10.1016/j.intermet.2011.10.010

11. Jiang L., Jiang H., Lu Y., Wang T., Cao Z., Li T. Mechanical properties improvement of AlCrFeNi2Ti0.5 high entropy alloy through annealing design and its relationship with its particle-reinforced microstructures // Journal of Materials Science & Technology. – 2015. – V. 31 (4). – P. 397–402. DOI: 10.1016/j.jmst.2014.09.011

12. Wu M., Setiawan R. C., Li D. Y. Benefits of passive element Ti to the resistance of AlCrFeCoNi high-entropy alloy to corrosion and corrosive wear // Wear. – 2022. – V. 492. – P. 204231. DOI: 10.1016/j.wear.2021.204231

13. Natovitz L., Edry I., Meshi L. Novel AlCrFeNiNb0.3 high entropy alloy: microstructure, properties and an unknown Nb-rich intermetallide // Intermetallics. – 2020. – V. 127. – P. 106965. DOI: 10.1016/j.intermet.2020.106965

14. Shang G., Liu Z. Z., Fan J., Lu X. G. Effect of heat treatment on the microstructure and nanoindentation behavior of AlCoCrFeNi high entropy alloy // Intermetallics. – 2024. – V. 169. – P. 108302. DOI: 10.1016/j.intermet.2024.108302

15. Meshi L., Linden Y., Munitz A., Salhov S., Pinkas M. Retardation of the σ-phase formation in the AlCoCrFeNi multi-component alloy // Materials Characterization. – 2019. – V. 148. – P. 171–177. DOI: 10.1016/j.matchar.2018.12.010

16. Jin B., Nie S., Fan N., Xing B., Yu H. Enhanced wear resistance of a multi-phase reinforced Al0.5CrFeNi2.5Si0.25 high-entropy alloy via annealing // Journal of Materials Research and Technology. – 2024. – V. 29. – P. 5180–5188. DOI: 10.1016/j.jmrt.2024.02.226

17. Zhan g L., Wang, H., Li, J., Man, J. Evolution of the microstructure and mechanical properties of an sigma-hardened high-entropy alloy at different annealing temperatures // Materials Science and Engineering: A. – 2022. – V. 831. – P. 142140. DOI: 10.1016/j.msea.2021.142140

18. Chen g J. B., Lian g X. B., Xu B. S. Effect of Nb addition on the structure and mechanical behaviors of CoCrCuFeNi high-entropy alloy coatings // Surface and Coatings Technology. – 2014. – V. 240. – P. 184–190. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.12.053

19. Leylan d A., Matthew s A. Design criteria for wear-resistant nanostructured and glassy-metal coatings // Surface and Coatings Technology. – 2004. – V. 177. – P. 317–324. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2003.09.011

20. Li Q., Lv S., Hu X., Lan Y., Liu J. Effects of Nb additions on the microstructure and tribological properties of Al0,25CrFeNi1,75 high-entropy alloy // Intermetallics. – 2022. – V. 151. – P. 107715. DOI: 10.1016/j.intermet.2022.107715

21. Li B., Zhang Z., Luo X., Chen K., Zhang J. Microstructure and friction properties of AlCrTiVNbx high-entropy alloys via annealing manufactured by vacuum arc melting // Materials. – 2024. – V. 17, N 4. – P. 812. DOI: 10.3390/ma17040812

22. Jiang H., Jiang L., Qiao D., Lu Y., Wang T. Effect of niobium on microstructure and properties of the CoCrFeNbxNi high entropy alloys // Journal of Materials Science & Technology. – 2017. – V. 33, N 7. – P. 712–717. DOI: 10.1016/j.jmst.2016.09.01