Структура та механічні властивості багатокомпонентного сплаву системи Al-Co-Cr-Cu-Fe-Ni отриманого шляхом гартування з розплаву
Ключові слова:
високоентропійний сплав, швидкість охолодження, мікроструктура, механічні властивостіАнотація
У цьому дослідженні вивчено вплив швидкості охолодження на мікроструктуру, фазоутворення та механічні властивості високоентропійного сплаву (HEA) Al4CoCrCuFeNi. Аналіз рентгенівської дифракції виявив цікаву взаємодію між швидкістю охолодження та фазовим складом. У зразку в литому стані спостерігалася коексистенція впорядкованої BCC (B2) фази та невпорядкованої BCC фази, що вказує на наявність дифузійних процесів. На противагу цьому, в зразку, охолодженому шляхом плавлення, була виявлена лише одна B2 фаза, що підкреслює придушення дифузії при високих швидкостях охолодження. Це спостереження узгоджується з теоретичними прогнозами, що базуються на термодинамічних, електронних та атомно-розмірних критеріях. Мікроструктурний аналіз додатково підтвердив ці висновки. У зразку в литому стані було виявлено характерну дендритну структуру, тоді як у загартованому зразку спостерігалася дрібнодисперсна морфологія, ймовірно, через утворення планарного фронту кристалізації під час швидкого загартування. Вимірювання мікротвердості показали значне покращення: загартований HEA досяг значення 9400 МПа, що значно перевищує 6500 МПа литого зразка. Це покращення можна пояснити переважно збільшенням кількості твердішої B2 фази у загартованому зразку. Крім того, загартована мікроструктура, яка характеризується вищим рівнем мікродеформацій та меншими розмірами зерен, ймовірно, сприяє спостереженому збільшенню твердості. Отже, це дослідження підкреслює критичну роль швидкості охолодження в налаштуванні фазового складу, мікроструктури та, в кінцевому рахунку, механічних властивостей HEA Al4CoCrCuFeNi. Швидке загартування сприяє утворенню твердішої B2 фази та більш дрібнозернистої мікроструктури, що призводить до значного покращення мікротвердості. Ці результати надають цінну інформацію для оптимізації технологічних процесів HEA Al4CoCrCuFeNi для досягнення бажаних механічних властивостей для різних застосувань.
Завантажити
Посилання
Brechtl, J., & Liaw, P. K. (2021). High-Entropy Materials: Theory, Experiments, and Applications. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77641-1.
Miracle, D. B., & Senkov, O. N. (2017). A critical review of high entropy alloys and related concepts. Acta Materialia, 122, 448–511. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.08.081.
Polonskyy, V. A., Bashev, V. F., & Kushnerov, O. I. (2020). Structure and corrosion-electrochemical properties of Fe-based cast high-entropy alloys. Journal of Chemistry and Technologies, 28(2), 176–185. https://doi.org/10.15421/082019.
Kushnerov, O. I., Bashev, V. F., & Ryabtsev, S. I. (2021). Structure and Properties of Nanostructured Metallic Glass of the Fe–B–Co–Nb–Ni–Si High-Entropy Alloy System. Springer Proceedings in Physics, 246, 557–567. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51905-6_38.
Kushnerov, O. I., & Bashev, V. F. (2021). Structure and Physi-cal Properties of Cast and Splat-Quenched CoCr0.8Cu0.64FeNi High Entropy Alloy. East European Journal of Physics, 3, 43–48. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-3-06.
Girzhon, V., Yemelianchenko, V., & Smolyakov, O. (2023). High entropy coating from AlCoCrCuFeNi alloy, obtained by laser alloying. Acta Metallurgica Slovaca, 29(1), 44–49. https://doi.org/10.36547/ams.29.1.1710
Ziaei, H., Sadeghi, B., Marfavi, Z., Ebrahimzadeh, N., & Cavaliere, P. (2020). Phase evolution in mechanical alloying and spark plasma sintering of Al x CoCrCuFeNi HEAs. Materials Science and Technology, 36(5), 604–614. https://doi.org/10.1080/02670836.2020.1722912.
Priputen, P., Noga, P., Novaković, M., Potočnik, J., Antušek, A., Bujdák, R., Bachleda, E., Drienovský, M., & Nosko, M. (2023). Unconventional order/disorder behaviour in Al–Co–Cu–Fe–Ni multi-principal element alloys after casting and annealing. Intermetallics, 162, 108016. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2023.108016
Troparevsky, M. C., Morris, J. R., Kent, P. R. C., Lupini, A. R., & Stocks, G. M. (2015). Criteria for Predicting the Formation of Single-Phase High-Entropy Alloys. Physical Review X, 5(1), 011041. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.5.011041.
Bai, K., Ng, C. K., Lin, M., Cheng, B., Zeng, Y., Wuu, D., Lee, J. J., Teo, S. L., Ng, S. R., Tan, D. C. C., Wang, P., Aitken, Z., & Zhang, Y.-W. (2023). Unexpected spinodal decomposition in as-cast eutectic high entropy alloy Al30Co10Cr30Fe15Ni15. Materials & Design, 236, 112508. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112508.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Олександр Кушнерьов, Валерій Башев, Сергій Рябцев (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
