Structure and low-temperature micromechanical properties of as-cast and SPD-processed high-entropy Co25–xCr25Fe25Ni25Cx alloys

Автор(и)

  • A. V. Levenets National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61108, Ukraine
  • H. V. Rusakova B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61103, Ukraine
  • L. S. Fomenko B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61103, Ukraine
  • Yi Huang Department of Design and Engineering, Faculty of Science and Technology, Bournemouth University, Poole, Dorset BH12 5BB, UK
  • I. V. Kolodiy National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61108, Ukraine
  • R. L. Vasilenko National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61108, Ukraine
  • E. D. Tabachnikova B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61103, Ukraine
  • M. A. Tikhonovsky National Science Center “Kharkov Institute of Physics and Technology” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv 61108, Ukraine
  • T. G. Langdon Department of Mechanical Engineering, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK

Ключові слова:

high-entropy alloys, carbon alloying, microstructure, microhardness, severe plastic deformation, deformation mechanisms.

Анотація

Досліджено вплив домішок вуглецю на структуру та механічні властивості високоентропійних сплавів Co25–xCr25Fe25Ni25Cx (x = 0, 1, 3, ат.%) у двох структурних станах, литому крупнозернистому (КЗ) та нанокристалічному (НК), отриманому інтенсивною пластичною деформацією (ІПД) ІПД здійснювалася методом крутіння під високим тиском при кімнатній температурі. Механічні властивості досліджено методом мікроіндентування в інтервалі температур Т = 77–300 К. Доведено, що в литому стані всі сплави мають дендритну мікроструктуру та неоднорідний розподіл елементів. При х = 0 та х = 1 дендрити збагачені залізом і нікелем, а міждендритні зони — хромом. При х = 3 у міждендритних зонах формується евтектика, яка складається з багатокомпонентної матриці та тонкодисперсних евтектичних дендритів карбіду М7С3, де М — переважно хром. Основна фаза в сплавах має ГЦК ґратку, при цьому розчинність вуглецю в ній складає близько 1 ат.%. ІПД призводить до ефективного подрібнення мікроструктури (розмір зон когерентного розсіяння складає близько 30–50 нм), збільшення густини дислокацій до 1–1,5∙1015 м–2 та зростання концентрації дефектів паку- вання. Мікротвердість КЗ сплавів при кімнатній температурі зі збільшенням концентрації вуглецю монотонно зростає, тоді як в НК сплавах максимум мікротвердості HV досягається при 1 ат.% вуглецю. Причиною такої аномальної поведінки мікротвердості НК сплавів є збільшення розміру зерна та зменшення густини дислокацій в сплаві з x = 3 у порівнянні зі сплавом з x = 1. При зниженні температури від кімнатної до температури рідкого азоту мікротвердість КЗ та НК сплавів зростає приблизно в 1,5–1,7 та 1,2–1,5 рази відповідно, що свідчить про термоактивований характер пластичної деформації під індентором. Отримані результати вказують на те, що основну роль у зміцненні КЗ сплавів Co25–xCr25Fe25Ni25Cx грають твердорозчинне та дисперсійне зміцнення, тоді як в НК сплавах зміцнення обумовлено зменшенням розміру зерна (згідно зі співвідношенням Холла–Петча) та збільшенням густини дислокацій (згідно зі співвідношенням Тейлора).

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Downloads

Опубліковано

2022-05-25

Як цитувати

(1)
Levenets, A. V.; Rusakova, H. V.; Fomenko, L. S.; Huang, Y.; Kolodiy, I. V.; Vasilenko, R. L.; Tabachnikova, E. D.; Tikhonovsky, M. A.; Langdon, T. G. Structure and Low-Temperature Micromechanical Properties of As-Cast and SPD-Processed High-Entropy Co25–xCr25Fe25Ni25Cx Alloys. ФНТ 2022, 48, 629-640.

Номер

Розділ

Низькотемпеpатуpна фізика пластичності та міцності

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 > >>