Electrometallurgy Today, 2015, №01



2015 №01 (08)

DOI of Article 10.15407/sem2015.01.09

2015 №01 (01)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #1, 56-60 pages  

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЛИТОГО ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА VCrMnFeCoNi_х

М. В. Карпец¹, В. Ф. Горбань¹, А. Н. Мысливченко¹, С. В. Марченко², Н. А. Крапивка¹

¹Frantsevich Institute for Problems of Materials Science, NASU
²Сумский государственный университет (СумГУ). 40007, г. Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2. Е-mail: info@pmtkm.sumdu.edu.ua
 
 
Abstract
Исследованы характеристики износостойкости системы высокоэнтропийных сплавов VCrMnFeCoNi_х в процессе трения о не жестко закрепленные абразивные частицы. Использовали литые сплавы системы VCrMnFeCoNi_х (где х = 1,0; 1,5; 2,0 в молярном соотношении), полученные способом аргонно-дуговой плавки. Изучены фазовый состав, микроструктура, микротвердость и износостойкость данной системы сплавов. В указанных сплавах образуется твердый раствор со структурой ГЦК и σ-фаза, кристаллическая структура которой аналогична таковой тетрагональной σ-фазы бинарной системы Fe-Cr. По мере увеличения в системе содержания никеля количество σ-фазы уменьшается. При рентгеноструктурном анализе сплавов системы VCrMnFeCoNi_х отмечена аномально низкая интенсивность дифракционных спектров относительно фона, линии сильно уширены и ассиметричны, что свидетельствует об искажении кристаллической решетки из-за наличия в ней атомов с различными атомными радиусами. Сплав VCrMnFeCoNi₁, содержащий наибольшее количество σ-фазы, имеет близкие значения коэффициентов износостойкости при трении с наплавочным покрытием Т-590. С помощью оптической и растровой электронной микроскопии исследованы микроструктуры сплавов данной системы. Распределение элементов между фазами изучали с помощью энергодисперсионного анализа и характеристического излучения. Согласно данным энергодисперсионного анализа, в сплаве VCrMnFeCoNi_1,5 σ-фаза обогащена хромом, в то время как твердый раствор - никелем. В сплаве VCrMnFeCoNi₁ σ-фаза и твердый раствор близки по химическому составу. Микротвердость испытанных материалов в зоне трения на 30...65 % выше, чем вне зоны трения. Библиогр. 10, табл. 2, ил. 5.
 
 
Keywords: высокоэнтропийный сплав; зона трения; абразив; σ-фаза; микротвердость; покрытие
 
 
Received:                08.12.14
Published:               24.03.14
 
 
References
1. Cantor, B., Chang, I.T.H., Knight, P., Vincent, A.J.B. (2004) Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys. Materials Science — and Engineering A, 375–377, 213–218. https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.10.257
2. Firstov, S.A., Gorban, V.F., Krapivka, N.A., Pechkovsky, E.P. (2013) New class of materials: high-entropic alloys and coatings. Vestnik of TSU, 18, 4, 1938–1940.
3. Karpets, M.V., Myslyvchenko, О.М., Makarenko, О.S et al. (2014) Properties of multicomponent high-entropic alloy AlCrFeCoNi, alloyed with copper. Problemy Treniya i Iznosa, 2, 103–111 [in Ukrainian].
4. Senkov, O.N., Senkova, S.V., Woodward, C., Miracle, D.B. (2013) Low-density, refractory multi-principal element alloys of the Cr–Nb–Ti–V–Zr system: Microstructure and phase analysis. Acta Materialia, 61, 5, 1545–1557. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.11.032
5. Zhou, Y.J., Zhang, Y., Wang, F.J. et al. (2008) Effect of Cu addition on the microstructure and mechanical properties of AlCoCrFeNiTi0.5 solid-solution alloy. J. of Alloys and Compounds, 466, 201–204. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.11.110
6. Sheng, Guo, Ng, Chun, Lu, Jian, C.T. Liu (2011) Effect of valence electron concentration on stability of fcc or bcc phase in high entropy alloys. J. of Applied Physics, 109, 10, 103–505.
7. Guo, Sheng, Liu, C.T. (2011) Phase stability in high entropy alloys: Formation of solid-solution phase or amorphous phase. Progress in Science. Materials International, 21, 433–446. https://doi.org/10.1016/S1002-0071(12)60080-X
8. Jien-Wei, Yeh, Shou-Yi, Chang, Yu-Der, Hong et al. (2007) Anomalous decrease in X-ray diffraction intensities of Cu–Ni–Al–Co–Cr–Fe–Si alloy systems with multi-principal elements. Materials Chemistry and Physics, 103, 41–46. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.01.003
9. Firstov, S.A., Gorban, V.F., Danilenko, N.I. et al. (2010) Tribotechnical characteristics of high-entropic alloys. Nanostructured Materials Science, 2, 63–70.
10. Firstov, S.A., Gorban, V.F., Pechkovsky, E.P. (2010) Role of elastic deformation in determination of mechanical properties of materials by method of automatic indenting. Metal Physics, Advanced Technologies, 32, 673–684.