Структура та фізичні властивості високоентропійного сплаву CoCr0.8Cu0.64FeNi у литому та загартованному з рідини станах
Анотація
У статті досліджено структуру та фізичні властивості багатокомпонентного високоентропійного сплаву CoCr0.8Cu0.64FeNi у литому та загартованому стані. Склад досліджуваного сплаву проаналізований з використанням наявних у літературі критеріїв для прогнозування фазового складу високоентропійних сплавів. Ці параметри базуються на розрахунках ентропії та ентальпії змішування, а також включають концентрацію валентних електронів, термодинамічний параметр Ω, який враховує температуру плавлення, ентропію змішування та ентальпію змішування. Ще одним важливим параметром є різниця в атомних радіусах між компонентами сплаву δ. Литі зразки сплаву CoCr0.8Cu0.64FeNi номінального складу отримані за допомогою високотемпературної електричної печі Таммана в потоці аргону за допомогою мідної форми. Втрата ваги під час виготовлення злитків не перевищувала 1%, а середня швидкість охолодження становила ~ 102 К/с. Потім литий зразок переплавляли, а з розплаву отримували плівки. Техніка гартування з рідкого стану, використана в даній роботі, полягала в швидкому охолодженні крапель розплаву при зіткненні їх із внутрішньою поверхнею порожнього мідного циліндра, що обертався із великою швидкістю (~ 8000 об / хв). Швидкість охолодження, оцінена за товщиною плівки, становила ~ 106 К / с. Рентгеноструктурний аналіз проводили на дифрактометрі DRON-2.0 у монохроматичному випромінюванні Cu Kα. Дифрактограми оброблялися за допомогою програми QualX2. Магнітні властивості зразків вимірювалися за допомогою вібраційного магнітометра при кімнатній температурі. Мікротвердість вимірювали на приладі ПМТ-3 при навантаженні 50 г. Відповідно до теоретичних прогнозів, підтверджених результатами рентгенівських досліджень, структура сплаву як у литому, так і в загартованому стані є простим твердим розчином типу ГЦК. Параметри решітки в литому та швидкозагартованому станах становлять відповідно 0.3593 нм та 0.3589 нм. Вимірювання магнітних властивостей показало, що сплав CoCr0.8Cu0.64FeNi можна класифікувати як магнітом’який матеріал. При цьому гартування з рідкого стану збільшує коерцитивну силу зразків. На загартованих зразках також були отримані підвищені значення мікротвердості. Це можна пояснити внутрішніми напругами, що виникають під час гартування.
Завантаження
Посилання
B.S. Murty, J.W. Yeh, S. Ranganathan, and P.P. Bhattacharjee, High-Entropy Alloys 2nd Edition (Elsevier, 2019).
T.S. Srivatsan and M. Gupta, editors, High Entropy Alloys. Innovations, Advances, and Applications (CRC Press, Boca Raton, 2020).
D.B. Miracle and O.N. Senkov, Acta Mater. 122, 448 (2017). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.08.081.
Y. Dong, Z. Yao, X. Huang, F. Du, C. Li, A. Chen, F. Wu, Y. Cheng, and Z. Zhang, J. Alloys Compd. 823, 153886 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153886.
Y.K. Kim, S. Yang, and K.A. Lee, Sci. Rep. 10, 1 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-65073-2.
C. Gadelmeier, S. Haas, T. Lienig, A. Manzoni, M. Feuerbacher, and U. Glatzel, Metals (Basel). 10, 1412 (2020). https://doi.org/10.3390/met10111412.
L. Sang and Y. Xu, J. Non. Cryst. Solids 530, 119854 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119854.
I.S.Miroshnichenko, Закалка из жидкого состояния [QuenchingFromTheLiquidState], (Metallurgy, Moscow, 1982). (in Russian) .
V.F. Bashev, S.I. Ryabtsev, O.I. Kushnerov, N.A. Kutseva, and S.N. Antropov, East Eur. J. Phys. (3), 81 (2020). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-10.
E. Zhou, D. Qiao, Y. Yang, D. Xu, Y. Lu, J. Wang, J.A. Smith, H. Li, H. Zhao, P.K. Liaw, and F. Wang, J. Mater. Sci. Technol. 46, 201 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.01.039.
C. Xiang, E.-H. Han, Z.M. Zhang, H.M. Fu, J.Q. Wang, H.F. Zhang, and G.D. Hu, Intermetallics 104, 143 (2019). https://doi.org/10.1016/j.intermet.2018.11.001.
D. Patel, M.D. Richardson, B. Jim, S. Akhmadaliev, R. Goodall, and A.S. Gandy, J. Nucl. Mater. 531, 152005 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152005.
Y.H. Chen, W.S. Chuang, J.C. Huang, X. Wang, H.S. Chou, Y.J. Lai, and P.H. Lin, Appl. Surf. Sci. 508, 145307 (2020). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.145307.
G. Perumal, H.S. Grewal, M. Pole, L.V.K. Reddy, S. Mukherjee, H. Singh, G. Manivasagam, and H.S. Arora, ACS Appl. Bio Mater. 3, 1233 (2020). https://doi.org/10.1021/acsabm.9b01127.
G.S. Firstov, T.A. Kosorukova, Y.N. Koval, and V.V. Odnosum, Mater. Today Proc. 2, S499 (2015). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.07.335.
Y. Li, S. Wang, X. Wang, M. Yin, and W. Zhang, J. Mater. Sci. Technol. 43, 32 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.01.020.
J. Lu, Y. Chen, H. Zhang, N. Ni, L. Li, L. He, R. Mu, X. Zhao, and F. Guo, Corros. Sci. 166, 108426 (2020). https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108426.
F. Körmann, D. Ma, D.D. Belyea, M.S. Lucas, C.W. Miller, B. Grabowski, and M.H.F. Sluiter, Appl. Phys. Lett. 107, 142404 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4932571.
S. V. Akimov, V.M. Duda, E.F. Dudnik, A.I. Kushnerev, and A.N. Tomchakov, Phys. Solid State 48, 1073 (2006). https://doi.org/10.1134/S1063783406060175.
E.F. Dudnik, V.M. Duda, and A.I. Kushnerov, Phys. Solid State 43, 2280 (2001). https://doi.org/10.1134/1.1427957.
V.F. Bashev, and O.I. Kushnerov, Phys. Met. Metallogr. 118, 39 (2017). https://doi.org/10.1134/S0031918X16100033.
A. Altomare, N. Corriero, C. Cuocci, A. Falcicchio, A. Moliterni, and R. Rizzi, Powder Diffr. 32, S129 (2017). https://doi.org/10.1017/S0885715617000240.
S. Yang, J. Lu, F. Xing, L. Zhang, and Y. Zhong, Acta Mater. 192, 11 (2020). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.039.
A. Takeuchi and A. Inoue, Mater. Trans. 46, 2817 (2005). https://doi.org/10.2320/matertrans.46.2817.
A.N. Gulivets, V.A. Zabludovsky, E.P. Shtapenko, A.I. Kushnerev, M.P. Dergachov, and A.S. Baskevich, Trans. IMF 80, 154 (2002). https://doi.org/10.1080/00202967.2002.11871457.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
