| 2020 №04 (02) |
DOI of Article 10.37434/sem2020.04.03 |
2020 №04 (04) |
Сучасна електрометалургія, 2020, #4, 16-22 pages
Вплив структури на механічні властивості вакуумних конденсатів високоентропійних сплавів системи Cr–Fe–Co–Ni–Cu
А.І. Устінов1, В.С. Скородзієвський2, С.О. Демченков1, С.С. Поліщук2, Т.В. Мельниченко1
1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України. 03680, м. Київ, бульв. Академіка Вернадського, 36. E-mail: metall@imp.kiev.ua
Реферат
Досліджено механічні і дисипативні властивості вакуумних конденсатів високоентропійних сплавів системи Cr–Fe–Co–Ni–Cu, отриманих методом високошвидкісного електронно-променевого осадження з парової фази у вакуумі, залежно від їх структурно-фазового стану. Показано, що в інтервалі температур 923…1025 К має місце перехід від однофазного (ГЦК) структурного стану конденсата в двофазний (ГЦК1 + ГЦК2). Встановлено, що механічні властивості вакуумних конденсатів CrFeCoNiCu, отриманих електронно-променевим осадженням з парової фази, суттєво залежать від їх структурно-фазового стану. Однофазні конденсати характеризуються підвищеною мікротвердістю (до 5,5 ГПа) порівняно з двофазними конденсатами (3,0 ГПа). Двофазні конденсати мають більш високу пластичність (δA = 0,90), ніж однофазні конденсати (δA = 0,83), через наявність на границях зерен твердого розчину CrFeCoNiCu0,5 пластичних виділень твердого розчину з високим вмістом міді. Показано, що перехід від однофазної ГЦК-структури до двофазної структури (ГЦК1 + ГЦК2) в покриттях CrFeCoNiCu призводить до підвищення демпфуючої здатності в інтервалі температур 293…693 К в 1,5…1,7 рази, а порівняно із зразком без покриття в 3…4 рази. Бібліогр. 20, табл. 2, рис. 8.
Ключові слова: високоентропійні сплави; електронно-променеве осадження; вакуумні конденсати; фазовий склад; механічні властивості; мікротвердість; модуль Юнга; демпфуюча здатність
Received 21.10.2020
Список літератури
1. Yeh, J.-W., Chen, S.-K., Lin, S.-J. et al. (2004) Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes. Advanced Engineering Materials, 299(6), 299–303.2. Tong, C.J., Chen, M.R., Chen, S.K. et al. (2005) Mechanical performance of the AlxCoCrCuFeNi high-entropy alloy system with multiprincipal elements. Metallurg. and Mater. Transact. A, 36, 1263–1271.
3. Chuang, M.H., Tsai, M.H., Wang, W.R. et al. (2011) Microstructure and wear behavior of AlxCo1.5CrFeNi1.5y high-entropy alloys. Acta Materialia, 59, 6308–6317.
4. Wu, Z., David, S.A., Feng, Z., Bei, H. (2016) Weldability of a high entropy CrMnFeCoNi alloy. Scripta Materialia, 124, 81–85.
5. Braeckman, B.R., Boydens, F., Hidalgo, H. et al. (2015) High entropy alloy thin films deposited by magnetron sputtering of powder targets. Thin Solid Films, 580, 71–76.
6. Sobol’, O.V., Andreev, A.A., Gorban, V.F. (2012) Reproducibility of the single-phase structural state of the multielement high-entropy Ti–V–Zr–Nb–Hf system and related superhard nitrides formed by the vacuum-arc method. Technical Physics Letters, 38(7), 616–619.
7. Wang, L.M., Chen, C.C., Yeh, J.W., Ke, S.T. (2011) The microstructure and strengthening mechanism of thermal spray coating NixCo0.6Fe0.2CrySizAlTi0.2 high-entropy alloys. Materials Chemistry and Physics, 126, 880–885.
8. Zhang, H., Wu, W., He, Y. et al. (2016) Formation of core-shell structure in high entropy alloy coating by laser cladding. Applied Surface Science, 363, 543–547.
9. Wu, Z.F., Wang, X.D., Cao, Q.P. et al. (2014) Microstructure characterization of AlxCo1Cr1Cu1Fe1Ni1 (x = 0 and 2.5) high-entropy alloy films. J. of Alloys and Compounds, 609, 137–142.
10. An, Z., Jia, H., Wu, Y. et al. (2015) Solid-solution CrCoCuFeNi high-entropy alloy thin films synthesized by sputter deposition. Materials Research Letters, 3(4), 203–209.
11. Cheng, J.B., Liang, X.B., Wang, Z.H. (2013) Formation and mechanical properties of CoNiCuFeCr high-entropy alloys coatings prepared by plasma transferred arc cladding process. Plasma Chem. Plasma Process, 33, 979–992.
12. Arfaoui, M., Radnóczi, G., Kovács, Kis V. (2020) Transformations in CrFeCoNiCu high entropy alloy thin films during in-situ annealing in TEM. Coatings, 10, 60.
13. Shaginyan, L.R., Britun, V.F., Krapivka, N.A. et al. (2018) The properties of Cr–Co–Cu–Fe–Ni alloy films deposited by magnetron sputtering. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 57(5–6), 293–300.
14. Ustinov, A.I., Polishchuk, S.S., Demchenkov, S.A., Melnichenko, T.V. (2019) Producing of thick vacuum condensates of high-entropic alloys CrFeCoNiCu and AlCrFeCoNiCu by the method of electron beam deposition. Sovrem. Elektrometallyrgiya, 2, 13–21 [in Russian].
15. Skorodzievskii, V.S., Ustinov, A.I., Polishchuk, S.S. et al. (2019) Dissipative properties of Al–(Fe, Cr) vacuum coatings with different composite structures. Surface and Coatings Technology, 367, 179–186.
16. Oliver, W., Pharr, G. (1992) An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. of Materials Research, 7(6), 1564–1583.
17. Milman, Yu.V. (2008) Plasticity characteristic obtained by indentation. J. of Physics D: Applied Physics, 41, 074013.
18. Ustinov, A.I., Nekrasov, A.A., Perederij, V.A. et al. (2012) Unit for examination of dissipatives properties of metallic specimens with coating. Zavod. Laboratoriya, 10, 41–44 [in Russian].
19. Ustinov, A., Polishchuk, S., Skorodzievskii, V., Telychko, V. (2009) Structure and properties of quasicrystalline and approximant EBPVD coatings of Al-based systems. Zeitschrift für Kristallographie, 224, 9–12.
20. Ustinov, А.I., Polishchuk, S.S., Demchenkov, S.А., Petrushinets, L.V. (2015) Effect of microstructure of vacuum-deposited Fe100−xNix (30 < x < 39) foils with FCC structure on their mechanical properties. J. of Alloys and Compounds, 622, 54–61.
Реклама в цьому номері:
