Вплив температури інтенсивної пластичної деформації на механічні властивості високоентропійного сплаву CoCrFeNiMn

  • Yu. O. Shapovalov Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0001-9274-7352
  • E. D. Tabachnikova Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0002-1866-7941
  • M. A. Tikhonovsky Національний науковий центр ”Харківський фізико-технічний інститут”, вул. Академічна 1, Харків, 61108, Україна http://orcid.org/0000-0001-5889-0366
  • A. V. Levenets Національний науковий центр ”Харківський фізико-технічний інститут”, вул. Академічна 1, Харків, 61108, Україна http://orcid.org/0000-0001-5889-0366
  • M. Zehetbauer University of Vienna, Boltzmanngasse 5, Vienna A-1090, Austria http://orcid.org/0000-0001-8430-8587
  • E. Schafler University of Vienna, Boltzmanngasse 5, Vienna A-1090, Austria
Ключові слова: високоентропійні сплави, дугова плавка, деформація крутінням під високим тиском, активна деформація, мікротвердість, межа плинності, фазовий перехід, щільність дислокацій, термоактивовані процеси

Анотація

Високоентропійний сплав CoCrFeMnNi було отримано дуговою плавкою компонентів в атмосфері чистого аргону з подальшими гомогенізаційними відпалами. З отриманих зливків виготовляли зразки у формі дисків товщиною ~ 1 мм і діаметром 10 мм, що зазнавали інтенсивної пластичної деформації за допомогою методу крутіння під високим тиском (КПВТ) в ковадлі Бріджмена під гідростатичним тиском 6 ГПа при температурі 77 К. Деформація в ході КПВТ досягалася 5 обертами плунжера зі швидкістю 0,2 об./хв., що дозволяло отримувати у зразках однорідну нанокристалічну структуру з розміром зерен меншим ніж 100 нм. Для механічних випробувань шляхом одновісного стиску з дисків після КПВТ на відстані 3 мм від центру вирізали прямокутні зразки розміром 1,3 × 0,6 × 0,6 мм3. В інтервалі температур 300-4,2 К для отриманого наноструктурного стану проведено аналіз деформаційних кривих. Виявлено, що зниження температури від 300 до 4,2 К призводить до зростання величини межі текучості від 1,44 ГПа до 2,48 ГПа, що характерно для термоактивованого характеру пластичної деформації.
Для всього дослідженого інтервалу температур (300-4,2 К) в структурному стані після КПВТ при 77 К встановлено аномальне зменшення величини межі плинності в порівнянні з аналогічними величинами межі плинності після КПВТ при 300 К.
Проведений аналіз показав, що виявлена аномальна поведінка межі плинності при активній деформації обумовлена особливостями мікроструктури, що утворюється під час кріогенної деформації крутінням під високим тиском при 77 К, зокрема з появою мартенситної фази з ГЩП ґраткою і пов’язаним з цим зниженням щільності дислокацій. Показано, що особливості мікроструктури після КПВТ при 77 К в нанокристалічному ВЕС CoCrFeMnNi істотно впливають не тільки на міцність сплаву в локальних областях, тобто на величину його мікротвердості, а й на діючі напруги, відповідальні за перебіг пластичної деформації при активній деформації.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

W. Yeh, S.K. Chen, S.J. Lіn, J.Y. Gan, T.S. Chіn, T.T. Shun, C.H. Tsau, S.Y. Chang. Adv.Eng.Mater., 6, 299 (2004).
2. B. Cantor, І.T.H. Chang, P. Knіght, A.J.B. Vіncent. Mater.Scі.Eng., A375-377, 213 (2004).
3. M.A. Laktionova, E.D. Tabchnikova, Z. Tang, and P.K. Liaw. Low Temp.Phys., 39, 7, 630 (2013).
4. E.D. Tabachnikova, M.A. Laktionova, Yu.A. Semerenko, S.E. Shumilin, and A.V. Podolskiy. Low Temp.Phys., 43, 9, 1108 (2017).
5. A.D. Pogrebnoak, I.V. Yakushchenko, A.A. Bagdasaryan, O.V. Bondar, R. Krause-Rehberg, G. Abadias, P. Chartier, K. Oyoshi, Y. Takeda, V.M. Beresnev, O.V. Sobol. Mater.Chem.Phys., 83, 11, 1027 (2014).
6. A.V. Podolskiy, E. Schafler, E.D. Tabachnikova, M.A. Tikhonovsky, and M.J. Zehetbauer. Low Temp.Phys., 44, 9, 1245 (2018).
7. Aleksey V Podolskiy, Yuriy O Shapovalov, Elena D Tabachnikova, Aleksandr S Tortika, Mikhail A Tikhonovsky, Bertalan Joni, Eva Odor, Tamas Ungar, Stefan Maier, Christian Rentenberger, Michael J Zehetbauer, Erhard Schafler. Adv. Eng. Mater., 22, 1, 1900752 (2020).
8. A.G. Evans, R.D. Rawlings. Phys.Stat.Sol., 34, 9, (1969)
9. V.V. Pustovalov. Low Temp.Phys., 34, 683 (2008).
10. V.V. Pustovalov. Low Temp.Phys. 26, 375 (2000).
11. V.V. Pustovalov, V.S. Fomenko. Plastic deformation of crystals at low temperatures, (Naukova Dumka, Kiev, 2012), 356 p. (В.В. Пустовалов В.С. Фоменко. Пластическая деформация кристаллов при низких температурах, (Наукова думка, Киев)) [in Russian]
12. B. Obst and A. Nyіlas. Mater.Scі.Engіn., A 137, 141 (1991).
13. B. Skoczen’, J. Bіelskі, S. Sgobba, and D. Marcіnek. Іntern.J.Plastіcіty, 26, 1659 (2010).
14. V.S. Bobrov, M.A. Lebedkin. Physics Of The Solid State, 35, 1881 (1993).
15. V.S. Bobrov, M.A. Lebedkin. Physics Of The Solid State, 31, 120 (1989).
16. F. Otto, A. Dlouhyr, Ch. Somsen, H. Bei, G. Eggeler, E.P. George. Acta Mater., 61, 5743 (2013).
17. M. Komarasamy, N. Kumar, Z. Tang, R.S. Mishra & P.K. Liaw. Mater.Res.Lett., 3, 1, 30, (2015).
Опубліковано
2020-07-29
Як цитувати
Shapovalov, Y., Tabachnikova, E., Tikhonovsky, M., Levenets, A., Zehetbauer, M., & Schafler, E. (2020). Вплив температури інтенсивної пластичної деформації на механічні властивості високоентропійного сплаву CoCrFeNiMn. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», (32), 59-64. Retrieved із https://periodicals.karazin.ua/physics/article/view/16131