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.

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies