Corrosion Resistance of GdTbDyHoSc and GdTbDyHoY High-Entropy Rare-Earth Alloys with Protective Coatings

B. R. Gelchinskiy; Гельчинский Б. Р.; E. V. Ignatieva; Игнатьева Е. В.; S. A. Petrova; Петрова С. А.; O. A. Korolev; Королёв О. А.; A. V. Varaksin; Вараксин А. В.; I. S. Sipatov; Сипатов И. С.; N. I. Ilinykh; Ильиных Н. И.; A. A. Rempel; Ремпель А. А.

doi:10.31857/S0002337X23070059

Коррозионная стойкость высокоэнтропийных сплавов редкоземельных элементов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY с защитными покрытиями

Авторы: Гельчинский Б.Р.¹, Игнатьева Е.В.¹, Петрова С.А.¹, Королёв О.А.¹, Вараксин А.В.¹, Сипатов И.С.¹, Ильиных Н.И.², Ремпель А.А.³
Учреждения:
1. Институт металлургии УрО РАН
2. Институт металлургии УрО Российской академии наук
3. Институт металлургии Уральского Отделения Российской академии наук
Выпуск: Том 59, № 7 (2023)
Страницы: 750-758
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/231877
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23070059
EDN: https://elibrary.ru/VFCNXS
ID: 231877

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Впервые исследована возможность использования Al₂O₃- и Al : Zn (1 : 1)-покрытий, нанесенных методом сверхзвукового плазменного напыления, в качестве защитных для высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) редкоземельных элементов (РЗМ) GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY от коррозии в камере соляного тумана. Показано, что покрытие Al₂O₃ в условиях соляного тумана разрушается по механизму локальной активации поверхности, появляется питтинговая коррозия и при этом сохраняется значительная доля покрытия на основном материале. Образцы с покрытием Al : Zn (1 : 1) в условиях соляного тумана показывают меньшую стойкость вследствие электрохимической коррозии. Взаимодействие Al₂O₃ с NaCl делает данное покрытие ограниченно годным для защиты сплавов РЗМ ВЭС в условиях соляного тумана. Ограничения касаются времени испытания образцов и толщины нанесенного покрытия.

Ключевые слова

высокоэнтропийные сплавы, редкоземельные металлы, камера соляного тумана, защитные покрытия, сверхзвуковое плазменное напыление

академик

Россия, 620016 Екатеринбург

Список литературы

Гельчинский Б.Р., Балякин И.А., Юрьев А.А., Ремпель А.А. Высокоэнтропийные сплавы: исследование свойств и перспективы применения в качестве защитных покрытий // Успехи химии. 2022. Т. 91. С. RCR5023. https://doi.org/10.1070/RCR5023
Рогачев А.С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов // Физ. мет. металловед. 2020. Т. 121. № 8. С. 807–841. https://doi.org/10.31857/S0015323020080094
Gelchinski B.R., Balyakin I.A., Ilinykh N.I., Rempel A.A. Analysis of the Probability of Synthesizing High-Entropy Alloys in the Systems Ti–Zr–Hf–V–Nb, Gd–Ti–Zr–Nb–Al, and Zr–Hf–V–Nb–Ni // Phys. Mesomech. 2021. V. 24. № 6. P. 701–706. https://doi.org/10.1134/S1029959921060084
Chen T.K., Shun T.T., Yeh J.-W., Wong M.S. Nanostructured Nitride Films of Multi-Element High-Entropy Alloys by Reactive DC Sputtering // Surf. Coat. Technol. 2004. V. 188–189. P. 193–200. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.08.023
Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. Microstructures and Properties of High-Entropy Alloys // Prog. Mater. Sci. 2014. V. 61. P. 1–93. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001
Takeuchi K., Amiya T., Wada K., Yubuta W., Zhang W. High-Entropy Alloys with a Hexagonal Close-Packed Structure Designed by Equi-Atomic Alloy Strategy and Binary Phase Diagrams // JOM. 2014. V. 66. P. 1984–1992. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1085-x
Chang C.-H., Titus M.S., Yeh J.-W. Oxidation Behavior between 700 and 1300°C of Refractory TiZrNbHfTa High-Entropy Alloys Containing Aluminum. // Adv. Eng. Mater. 2018. V. 20. P. 1700948. https://doi.org/10.1002/adem.201700948
Батаева З.Б., Руктуев А.А., Иванов И.В., Юргин А.Б., Батаев И.А. Обзор исследований сплавов, разработанных на основе энтропийного подхода // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2021. Т. 23. № 2. С. 116–146. https://doi.org/10.17212/1994-6309-2021-23.2-116-146
Рыльцев Р.Е., Эстемирова С.Х., Ягодин Д.А., Стерхов Е.В., Упоров С.А. Структура, термическая стабильность и транспортные свойства жаропрочного высокоэнтропийного сплава ZrTiIHfNb // ФТТ. 2021. Т. 63. № 12. С. 1974–1977.
Упоров С.А., Эстемирова С.Х., Стерхов Е.В., Зайцева П.В., Скрыльник М.Ю., Шуняев К.Ю., Ремпель А.А. Особенности кристаллизации, структуры и термической стабильности высокоэнтропийных сплавов GdTbDyHoSc и GdTbDyHoY // Расплавы. 2022. № 5. С. 443–453. https://doi.org/10.31857/S0235010622050097
Gates-Rector S., Blanton T. The Powder Diffraction File: A Quality Materials Characterization Database // Powder Diffr. 2019. V. 34. № 4. P. 352–360. https://doi.org/10.1017/S0885715619000812
Rietveld H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures // J. Appl. Crystallogr. 1969. № 2. P. 65–71. https://doi.org/10.1107/S0021889869006558
Ilinykh S.A., Sarsadskih K.I., Chusov S.A., Korolev O.A., Achmetshin S.M., Krashaninin V.A. The Study of Powder Coatings Based on Al and Ni, Obtained by Supersonic Plasma Spraying // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1281. P. 012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1281/1/012027
Ильиных С.А., Криворогова А.С., Ильиных Н.И., Долматов А.В., Гельчинский Б.Р., Леонтьев Л.И. Упрочнение деталей машин и механизмов, изготовленных из алюминиевых сплавов, методом сверхзвукового плазменного напыления // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка. Материалы 14-й Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию порошковой металлургии Беларуси. Минск, 2020. С. 473–479.
Ilinykh S.A., Krashaninin V.A., Ilinykh N.I., Leontiev L.I. Modification of the Surface of Structural Materials by Concentrated Energy Flows in order to Improve their Performance Properties // Key Eng. Mater. 2022. V. 910. P. 507–513. https://www.scientific.net/KEM.910.507
Spedding F.H., Sanden B., Beaudry B.J. The Er–Y, Tb–Ho, Tb–Er, Dy–Ho, Dy–Er and Ho–Er Phase Systems // J. Less-Common Met. 1973. V. 31. P. l–13.
Осипов К.А., Галкин Б.Д., Уразалиев У.С. Электронографическое исследование структуры пленок системы окись алюминия–вольфрам // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1973. Т. 9. № 10. С. 1738–1740.
Гемпел К.А. Справочник по редким металлам; пер. с англ. М.: Мир, 1965. 946 с.