VYSOKOTEMPERATURNOE OKISLENIE VYSOKOENTROPIYNYKh SPLAVOV AlxCoCrFeNiAg0,1 (x = 0,25; 0,5)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Изучено влияние легирования серебром на микроструктуру, микротвердость и стойкость к высокотемпературной газовой коррозии высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) Al0,25CoCrFeNi и Al0,5CoCrFeNi. Определено, что серебро не входит в состав твердых растворов, а выделяется отдельной фазой в виде как глобулей достаточно больших размеров (30—80 мкм), так и включений меньшего размера (1—5 мкм) по всему объему изученных образцов. Микроструктура коррелирует с микротвердостью ВЭС: по результатам измерений микротвердость литых сплавов Al0,25CoCrFeNiAg0,1 и Al0,5CoCrFeNiAg0,1 составила соответственно 237 и 261 HV0,3. Отмечено, что введение серебра не оказало негативного влияния на поведение ВЭС при высокотемпературном (700 и 900 С) окислении. Сформировавшийся на поверхности образцов в течение 50 ч изотермической выдержки на воздухе при указанных температурах оксидный слой был достаточно плотным, без видимых трещин, пор. В его составе фазы на основе Al2O3, Cr2O3, NiCr2O4 и CoCr2O4.

Texto integral

Acesso é fechado

Bibliografia

  1. Li, Z. Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome the strength-ductility trade-off / Z. Li, K.G. Pradeep, Y. Deng, D. Raabe, C.C. Tasan // Nature. 2016. V. 534. P. 227—230. doi: 10.1038/nature17981.
  2. George, E.P. High entropy alloys: A focused review of mechanical properties and deformation mechanisms / E.P. George, W.A. Curtin, C.C. Tasan // Acta Mater. 2020. V. 188. P. 435—474. doi: 10.1016/j.actamat.2019.12.015.
  3. Yang, T. Nanoparticles-strengthened high-entropy alloys for cryogenic applications showing an exceptional strength-ductility synergy / T. Yang, Y.L. Zhao, J.H. Luan, B. Han, J. Wei, J.J. Kai, C.T. Liu // Scripta Mater. 2019. V. 164. P. 30—35. doi: 10.1016/j.scri ptamat.2019.01.034.
  4. Qiu, Z. Cryogenic deformation mechanism of CrMnFeCoNi high-entropy alloy fabricated by laser additive manufacturing process / Z. Qiu, C. Yao, K. Feng, Z. Li, P.K. Chu // Int. J. Lightweight Mater. Manuf. 2018. V. 1. P. 33—39. doi: 10.1016/j.ijlmm.2018.02.001.
  5. Kasar, A.K. Tribological properties of high-entropy alloys under dry conditions for a wide temperature range — A review / A.K. Kasar, K. Scalaro, P.L. Menezes // Materials. 2021. V. 14. Art. 5814. doi: 10.3390/ma14195814.
  6. Du, L.M. Effects of temperature on the tribological behavior of Al0.25CoCrFeNi high-entropy alloy / L.M. Du, L.W. Lan, S. Zhu, H.J. Yang, X.H. Shi, P.K. Liaw, J.W. Qiao // J. Mater. Sci. Technol. 2019. V. 35. P. 917—925. doi: 10.1016/j.jmst.2018.11.023.
  7. Jin, B. AlxCoCrFeNiSi high entropy alloy coatings with high microhardness and improved wear resistance / B. Jin, N. Zhang, H. Yu, D. Hao, Y. Ma // Surf. Coat. Technol. 2020. V. 402. Art. 126328. doi: 10.1016/j.surfcoat.2020.126328.
  8. Kumar, P. Recent progress in oxidation behavior of high-entropy alloys: A review / P. Kumar, T.-N. Lam, P.K. Tripathi, S.S. Singh, P.K. Liaw, E.-W. Huang // APL Mater. 2022. V. 10. Art. 120701. doi: 10.1063/5.0116605.
  9. Butler, T.M. Oxidation behavior of arc melted AlCoCrFeNi multi-component high-entropy alloys / T.M. Butler, M.L. Weaver // J. Alloys Compd. 2016. V. 674. P. 229—244. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.02.257.
  10. Jang, C. Oxidation behaviour of an Alloy 617 in very high-temperature air and helium environments / C. Jang, D. Lee, D. Kim // Int. J. Pres. Ves. Pi p. 2008. V. 85. № 6. P. 368—377. doi: 10.1016/j.ijpvp.2007.11.010.
  11. Ostovari Moghaddam, A. High temperature oxidation resistance of Al0.25CoCrFeNiMn and Al0.45CoCrFeNiSi0.45 high entropy alloys / A. Ostovari Moghaddam, N.A. Shaburova, M.V. Sudarikov, S.N. Veselkov, O.V. Samoilova, E.A. Trofimov // Vacuum. 2021. V. 192. Art. 110412. doi: 10.1016/j.vacuum.2021.110412.
  12. Chen, L. High temperature oxidation behavior of Al0.6CrFeCoNi and Al0.6CrFeCoNiSi0.3 high entropy alloys / L. Chen, Z. Zhou, Z. Tan, D. He, K. Bobzin, L. Zhao, M. Оte, T. Kоnigstein // J. Alloys Compd. 2018. V. 764. P. 845—852. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.06.036.
  13. Самойлова, О.В. Изучение стойкости к высокотемпературному окислению высокоэнтропийного сплава Al0,25CoCrFeNiSi0,6 / О.В. Самойлова, Н.А. Шабурова, М.В. Судариков, Е.А. Трофимов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2022. Т. 78. № 11. С. 978—986. doi: 10.32339/0135-5910-2022-11-978—986.
  14. Yang, J.-J. Improvement in oxidation behavior of Al0.2Co1.5CrFeNi1.5Ti0.3 high-entropy superalloys by minor Nb addition / J.-J. Yang, C.-M. Kuo, P.-T. Lin, H.-C. Liu, C.-Y. Huang, H.-W. Yen, C.-W. Tsai // J. Alloys Compd. 2020. V. 825. Art. 153983. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.153983.
  15. Шабурова, Н.А. Высокотемпературное окисление высокоэнтропийных сплавов систем AlxCoCrFeNiM (M = Cu, Ti, V) / Н.А. Шабурова, А. Остовари Могаддам, С.Н. Веселков, М.В. Судариков, О.В. Самойлова, Е.А. Трофимов // Физическая мезомеханика. 2021. Т. 24. № 4. С. 28—39. doi: 10.24412/1683-805X-2021-4-28-39.
  16. Daoud, H.M. Oxidation behavior of Al8Co17Cr17Cu8Fe17Ni33, Al23Co15Cr23Cu8Fe15Ni15, and Al17Co17Cr17Cu17Fe17Ni17 compositionally complex alloys (high-entropy alloys) at elevated temperatures in air / H.M. Daoud, A.M. Manzoni, R. Volkl, N. Wanderka, U. Glatzel // Adv. Eng. Mater. 2015. V. № 8. P. 1134—1141. doi: 10.1002/adem.201500179.
  17. Dabrowa, J. Influence of Cu content on high temperature oxidation behavior of AlCoCrCuxFeNi high entropy alloys (x = 0; 0.5; 1) / J. Dabrowa, G. Cieslak, M. Stygar, K. Mroczka, K. Berent, T. Kulik, M. Danielewski // Intermetallics. 2017. V. 84. P. 52—61. doi: 10.1016/j.intermet.2016.12.015.
  18. Lu, J. Y/Hf-doped AlCoCrFeNi high-entropy alloy with ultra oxidation and spallation resistance / J. Lu, Y. Chen, H. Zhang, N. Ni, L. Li, L. He, R. Mu, X. Zhao, F. Guo // Cor. Sci. 2020. V. 166. Art. 108426. doi: 10.1016/j.corsci.2019.108426.
  19. Lu, J. Effect of Al content on the oxidation behavior of Y/Hf-doped AlCoCrFeNi high-entropy alloy / J. Lu, Y. Chen, H. Zhang, L. Li, L. Fu, X. Zhao, F. Guo, P. Xiao // Cor. Sci. 2020. V. 170. Art. 108691. doi: 10.1016/j.corsci.2020.108691.
  20. Ostovari Moghaddam, A. A novel intermediate temperature self-lubricating CoCrCu1-xFeNix high entropy alloy fabricated by direct laser cladding / A. Ostovari Moghaddam, M.N. Samodurova, K. Pashkeev, M. Doubenskaia, A. Sova, E.A. Trofimov // Tribology Intern. 2021. V. 156. Art. 106857. doi: 10.1016/j.triboint.2021.106857.
  21. McAIister, A.J. The Ag—Al (silver—aluminum) system / A.J. McAIister // Bull. Alloy Phase Diagr. 1987. V. 8. № 6. P. 526—533. doi: 10.1007/BF02879428.
  22. Karakaya, I. The Ag—Co (silver—cobalt) system / I. Karakaya, W.T. Thompson // Bull. Alloy Phase Diagr. 1986. V. 7. № 3. P. 259—263. doi: 10.1007/BF02869002.
  23. Venkatraman, M. The Ag—Cr (silver—chromium) system / M. Venkatraman, J.P. Neumann // Bull. Alloy Phase Diagr. 1990. V. 11. № 3. P. 263—265. doi: 10.1007/BF03029296.
  24. Swartzendruber, L.J. The Ag—Fe (silver—iron) system / L.J. Swartzendruber // Bull. Alloy Phase Diagr. 1984. V. 5. № 6. P. 560—564. doi: 10.1007/BF02868316
  25. Singleton, M. The Ag—Ni (silver—nickel) system / M. Singleton, P. Nash // J. Phase Equilib. 1987. V. 8. № 2. P. 119—121. doi: 10.1007/BF02873194.
  26. Mikhailov, G.G. Thermodynamic analysis of the deoxidation ability of aluminum in the melt of the Fe—Cr—C system at 1600 °C / G.G. Mikhailov, L.A. Makrovets, O.V. Samoilova // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 969. Art. 012020. doi: 10.1088/1757-899X/969/1/012020.
  27. Hsu, U.S. Alloying behavior of iron, gold and silver in AlCoCrCuNi-based equimolar high-entropy alloys / U.S. Hsu, U.D. Hung, J.W. Yeh, S.K. Chen, Y.S. Huang, C.C. Yang // Mater. Sci. Eng. A. 2007. V. 460—461. P. 403—408. doi: 10.1016/j.msea.2007.01.122.
  28. Wang, W.-R. Phases, microstructure and mechanical properties of AlxCoCrFeNi high-entropy alloys at elevated temperatures / W.-R. Wang, W.-L. Wang, J.-W. Yeh // J. Alloys Compd. 2014. V. 589. P. 143—152. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.11.084.
  29. Swalin, R.A. Thermodynamics of Solids, 2-nd ed. / R.A. Swalin. — New York: Wiley, 1972. 400 p.
  30. Ogura, M. Structure of the high-entropy alloy AlxCrFeCoNi: fcc versus bcc / M. Ogura, T. Fukushima, R. Zeller, P.H. Dederichs // J. Alloys Compd. 2017. V. 715. P. 454—459. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.04.318.
  31. Abbaszadeh, S. Investigation of the high-temperature oxidation behavior of the Al0.5CoCrFeNi high entropy alloy / S. Abbaszadeh, A. Pakseresht, H. Omidvar, A. Shafiei // Surf. Interf. 2020. V. 21. Art. 100724. doi: 10.1016/j.surfin.2020.100724.
  32. Li, B.Y. Structure and properties of FeCoNiCrCu0.5Alx high-entropy alloy / B.Y. Li, K. Peng, A.P. Hu, L.P. Zhou, J.J. Zhu, D.Y. Li // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2013. V. 23. P. 735—741. doi: 10.1016/S1003-6326(13)62523-6.
  33. Wang, Y. Microstructure and wear properties of nitrided AlCoCrFeNi high-entropy alloy / Y. Wang, Y. Yang, H. Yang, M. Zhang, S. Ma, J. Qiao // Mater. Chem. Phys. 2018. V. 210. P. 233—239. doi: 10.1016/j.matchemphys.2017.05.029.
  34. Zhu, J. High-temperature oxidation behaviours of AlCoCrFeNi high-entropy alloy at 1073—1273 K / J. Zhu, S. Lu, Y. Jin, L. Xu, X. Xu, C. Yin, Y. Jia // Oxid. Met. 2020. V. 94. P. 265—281. doi: 10.1007/s11085-020-09991-6.
  35. Kai, W. Air-oxidation of FeCoNiCr-based quinary high-entropy alloys at 700—900 °C / W. Kai, C.C. Li, F.P. Cheng, K.P. Chu, R.T. Huang, L.W. Tsay, J.J. Kai // Cor. Sci. 2017. V. 121. P. 116—125. doi: 10.1016/j.corsci.2017.02.008.
  36. Kim, Y.-K. High temperature oxidation behavior of Cr-Mn-Fe-Co-Ni high entropy alloy / Y.-K. Kim, Y.-A. Joo, H.S. Kim, K.-A. Lee // Intermetallics. 2018. V. 98. P. 45—53. doi: 10.1016/j.intermet.2018.04.006.
  37. Holcomb, G.R. Oxidation of CoCrFeMnNi high entropy alloys / G.R. Holcomb, J. Tylczak, C. Carney // JOM. 2015. V. 67. № 10. P. 2326—2339. doi: 10.1007/s11837-015-1517-2.
  38. Lussana, D. Thermodynamic and kinetics aspects of high temperature oxidation on a 304L stainless steel / D. Lussana, D. Baldissin, M. Massazza, M. Baricco // Oxid. Met. 2014. V. 81. P. 515—528. doi: 10.1007/s11085-013-9465-0.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».