By the methods of modern physical materials science the change in structural-phase state of AlCoCrFeNi high-entropy alloy (HEA) of nonequiatomic composition obtained by the methods of wire arc additive technology (WAAM) after irradiation by electron beams with energy density of (10-30) J/cm2, durality of 50 μs, frequency 0.3 Hz is studied. In the initial state the alloy had a dendritic structure indicating the inhomogeneous distribution of elements. It is shown that electron beam processing forms the structure of high-velocity cellular crystallization with cell size of 100-200 nm, along boundaries of which the nanodimensional (15-30 nm) inclusions of the second phase enriched in Cr and Fe atoms are located.

Using scanning and transmission electron microscopy, the analysis of the structure, phase and elemental composition of the contact zone of the system coating (high-entropy FeCrCoNiMn alloy)-substrate (5083 alloy) after electron-beam processing was performed. The formation of a multiphase, multielement submicro- and nanocrystalline structure has been established. The structure of high-speed cellular crystallization in the contact layers adjacent to the coating and substrate is revealed, and the formation of lamellar crystals in the central region of the contact zone is also found. Keywords: contact zone, high-entropy alloy, wire-arc additive manufacturing method, 5083 aluminum alloy, pulsed electron beam, elemental and phase composition, structure.

Выполнено исследование влияния токовой импульсной обработки титанового сплава ВТ1-0 на изменение его усталостного ресурса и проведен сравнительный анализ структуры и фазового состава. Установлено, что токовая импульсная обработка приводит к увеличению усталостной долговечности в ~1,3 раза. Методами просвечивающей дифракционной электронной микроскопии тонких фольг выполнен анализ изменения структуры и фазового состава образцов, подвергнутых токовой импульсной обработке и усталостным испытаниям до разрушения. Установлено, что структура поверхностного слоя титана, разрушенного в результате усталостных испытаний, имеет тонкий (до 4,5 мкм) поверхностный слой с нанокристаллической структурой со средним размером зерен 58,6 нм. Зерна формируют разориентированные друг относительно друга слои, расположенные параллельно поверхности образца. Нанокристаллическая структура отмечается на глубине вплоть до 7-8 мкм, она формируется в стыках исходных зерен титана. Прилегающий слой характеризуется наличием большого количества изгибных экстинкционных контуров. Токовая импульсная обработка титанового сплава приводит к существенному увеличению до 422,7 нм размеров кристаллитов α-Ti поверхностного слоя материала, что обусловлено процессами рекристаллизации; способствует уменьшению количества источников внутренних полей напряжений в поверхностном слое материала, что обеспечивает снижение потенциально опасных мест трещинообразования; приводит к значительному увеличению размеров частиц окисной фазы, образующихся в поверхностном слое образцов при усталостных испытаниях.

С помощью технологии проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM) изготовлены образцы высокоэнтропийного сплава (ВЭС) Al-Co-Cr-Fe-Ni. Размеры зерен сплава изменяются в пределах от 4 мкм до 15 мкм. Вдоль границ и в объеме зерен выявлены включения второй фазы. Приграничные объемы сплава (объемы, расположенные вдоль границ зерен) обогащены атомами хрома и железа, объем зерен обогащен атомами никеля и алюминия, кобальт распределен в сплаве квазиоднородно. Установлено, что включения протяженной формы обогащены атомами хрома, железа и кислорода и могут являться карбидами. Определены микротвердость, модуль упругости, трибологические свойства. Проанализированы кривые растяжения. Установлено, что облучение ВЭА импульсным электронным пучком сопровождается освобождением границ зерен от выделений второй фазы, что свидетельствует об гомогенизации материала. Показано, что высокоскоростная кристаллизация расплавленного поверхностного слоя образцов ВЭС сопровождается формированием столбчатой структуры, имеющей субмикро- нанокристаллическую структуру. Установлено, что электронно-пучковая обработка приводит к снижению микротвердости поверхностного слоя сплава толщиной до 90 мкм, что может быть обусловлено релаксацией внутренних полей напряжений, сформировавшихся в исходном материале при его изготовлении. Выявлено, что облучение высокоэнтропийного сплава интенсивным импульсным электронным пучком приводит к увеличению прочности и пластичности материала. Предел прочности на сжатие увеличился в (1,1-1,6) раз.