Composition and Structure of FCC-Structured High Entropy Alloys, Irradiated with Helium Ions

V. V. Uglov; Углов В. В.; E. O. Ungarbaev; Унгарбаев Е. О.; A. D. Sapar; Сапар А. Д.; M. V. Koloberdin; Колобердин М. В.; A. E. Kurahmedov; Курахмедов А. Е.; A. L. Kozlovski; Козловский А. Л.; A. E. Ryskulov; Рысқулов А. Е.; N. A. Stepanjuk; Степанюк Н. А.; S. V. Zlotski; Злоцкий С. В.; I. A. Ivanov; Иванов И. А.; K. Jin; Джин К.

doi:10.31857/S1028096023040210

Состав и структура ГЦК-структурированных высокоэнтропийных сплавов, облученных ионами гелия

Авторы: Углов В.В.¹, Унгарбаев Е.О.², Сапар А.Д.², Колобердин М.В.², Курахмедов А.Е.², Козловский А.Л.², Рысқулов А.Е.², Степанюк Н.А.¹, Злоцкий С.В.¹, Иванов И.А.², Джин К.³
Учреждения:
1. Белорусский государственный университет
2. Институт ядерной физики МЭ РК
3. Пекинский технологический институт
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 101-106
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137746
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023040210
EDN: https://elibrary.ru/JGQRSK
ID: 137746

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Объемные образцы высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeMnNi, изготовленные методом дуговой плавки (из порошка чистоты до 99.97%, аргоновая атмосфера) с последующими отжигами (1150°С, 24 и 72 ч) и холодной прокаткой (85% уменьшения толщины) были облучены ионами He²⁺ (энергия 40 кэВ, флуенс 2 × 10¹⁷ см^–2). Образцы CoCrFeNi и CoCrFeMnNi представляют собой твердые растворы замещения с близким к эквиатомному составу и однородным распределением элементов по глубине сплавов. Они имеют крупнозернистую структуру с размером зерен около 80 мкм для CoCrFeNi и 100 мкм для CoCrFeMnNi сплавов. Выявлено, что микроструктура поверхности, фазовый и элементный состав высокоэнтропийных сплавов устойчивы к облучению. Не обнаружено следов радиационной эрозии и изменений в элементном и фазовом составе сплавов. В сплавах происходит рост плотности дислокаций, что приводит к уменьшению размера областей когерентного рассеяния, а также формируются гелиевые пузыри, приводящие к росту сжимающих макронапряжений. Выявлено, что в облученных сплавах CoCrFeNi преобладают растягивающие микронапряжения, а в сплавах CoCrFeMnNi сжимающие. Установлено, что высокоэнтропийные сплавы CoCrFeMnNi, обладающие более сложным составом, являются более устойчивым к радиационным повреждениям.

Ключевые слова

высокоэнтропийные сплавы, облучение ионами, радиационное дефектообразование, микронапряжения, макронапряжения, рентгенофазовый анализ.

Список литературы

Ye Y.F., Wang Q., Lu J., Liu C.T., Yang Y. // Materials Today. 2016. V. 19. P. 349. https://www.doi.org/10.1016/j.mattod.2015.11.026
Manzoni A.M., Glatzel U. // Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. 2020. V. 2. P. 441. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11774-6
Li W., Xie D., Li D., Zhang Y., Gao Y., Liaw P.K. // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 118. P. 100777. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100777
Son S., Kim S., Kwak J., Gu G.H., Hwang D.S., Kim Y.T., Kim H.S. // Mater. Lett. 2021. V. 300. P. 130130. https://www.doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.01.141
Yu P.F., Zhang L.J., Cheng H., Zhang H., Ma M.Z., Li Y.C., Li G., Liaw P.K., Liu R.P. // Intermetallics. 2016. V. 70. P. 82. https://www.doi.org/10.1016/j.intermet.2015.11.005
Koval N.E., Juaristi J.I., Muiño R.D., Alducin M. // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 145102. https://www.doi.org/10.1063/1.5142239
Zhang Y., Zuo T. T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. // Prog. Mater. Sci. 2014. V. 6. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001
Cantor B., Chang I.T.H., Knight P., Vincent A.J.B. // Mater. Sci. Eng. 2020. V. 375. P. 213. https://www.doi.org/10.1016/j.msea.2003.10.257
Senkov O.N., Scott J.M., Senkova S.V., Miracle D.B., Woodward C.F. // J. Alloys Compounds. 2011. V. 509. P. 6043. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.171
Karati A., Guruvidyathri K., Hariharan V.S., Murty B.S. // Scripta Materialia. 2019. V. 162. P. 465. https://www.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.12.017
Pacheco V., Lindwall G., Karlsson D., Cedervall J., Fritze S., Ek G., Berastegui P., Sahlberg M., Jansson U. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. P. 811. https://www.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b02957
Xia S. Q., Wang Z., Yang T., Zhang Y. // J. Iron Steel Res. 2015. V. 22. P. 879. https://www.doi.org/10.1016/S1006-706X(15)30084-4
Jones N.G., Owen L.R. // Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. 2020. V. 2. P. 393. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.12124-1
Tian Y., Li L., Li J., Yang Y., Li S., Qin G. // Adv. Engineering Mater. 2021. V. 23. P. 2001514. https://www.doi.org/10.1002/adem.202001514
Lu Y., Huang H., Gao X., Ren C., Gao J., Zhang H., Zheng S., Jin Q., Zhao Y., Chenyang L., Wang T., Li T. // J. Mater. Sci. Technol. 2018. V. 35. P. 369. https://www.doi.org/10.1016/j.jmst.2018.09.034
Song H., Ma Q., Zhang W., Tian F. // J. Alloys Compounds. 2021. V. 885. P. 160944. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160944
Zhang Z., Han E.H., Xiang C. // Corrosion Sci. 2021. V. 191. P. 109742. https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2021.109742
Murty B.S., Yeh J.-W., Ranganathan S. High-Entropy Alloy, 1st ed. Butterworth-Heinemann, 2014. 218 p.
Lee C., Chou Y., Kim G., Song G., Gao M.C., Zhang C., Chen W., Poplawsky J., Chou Y.C., Choo H., Liaw P.K. // Adv. Mater. 2020. V. 32. P. 2004029. https://www.doi.org/10.1002/adma.202004029
Рогачев А.С. // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 8. С. 807. https://www.doi.org/10.31857/S0015323020080094
http://www.srim.org/
Zhang Z., Armstrong D.E.J., Grant P.S. // Prog. Mater. Sci. 2022. V. 123. P. 100807. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100807