Высокотемпературное дифрактометрическое исследование особенностей окисления сплава FeCoNiMnCr
М. В. Карпец$^{1,2}$, Е. С. Макаренко$^{1,2}$, А. Н. Мысливченко$^{1,2}$, Н. А. Крапивка$^{1}$, В. Ф. Горбань$^{1}$, С. Ю. Макаренко$^{3}$
$^{1}$Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
$^{2}$Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{3}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
Получена: 21.01.2014. Скачать: PDF
В работе выполнено исследование процессов, происходящих при окислении многокомпонентного высокоэнтропийного эквиатомного сплава (ВЭС) FeCoNiMnCr, кристаллизующегося в ГЦК-решётке. Сплав был приготовлен методом вакуумно-дуговой плавки и исследовался методом in situ в высокотемпературной приставке УВД-2000 при температурах 293— 1273 К в дифрактометре ДРОН-УМ1 на воздухе. При выборе металлов для ВЭСа учитывались следующие факторы: атомные радиусы металлов (должны быть близкими по отношению друг к другу), соизмеримая электроотрицательность, подобные электронные концентрации элементов, энтальпия и энтропия смешения сплава. Установлено, что сплав в исходном состоянии представляет собой твёрдый раствор на основе кубической структуры с ГЦК-решёткой ($a$ = 0,3609 нм) и коэффициентом термического расширения $(13,9 \pm 0,2)\cdot10^{-6}$ K$^{-1}$ в интервале температур 293—773 К. При температурах 873К и выше были обнаружены оксиды MnO и Fe$_{2}$MnO$_{4}$. Показано, что по сравнению с исходным состоянием образца период ГЦК-решётки твёрдого раствора, отожжённого при 1273 К, уменьшился ($a$ = 0,3596 нм), что связано с протеканием процессов перераспределения атомов в кристаллической решётке, а также снижением внутренних напряжений. Измерение микротвёрдости высокоэнтропийного сплава FeCoNiMnCr после окисления выполнялось путём автоматического микроиндентирования на приборе «Микрон-гамма» пирамидой Берковича и дало значение 2,1 $\pm$ 0,2 ГПа, а для модуля Юнга – 130 $\pm$ 5 ГПа.
Ключевые слова: высокоэнтропийный сплав, твёрдый раствор, оксиды, высокотемпературная рентгеновская дифракция, коэффициент термического расширения.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i06/0829.html
PACS: 07.85.Nc, 61.05.cp, 62.20.Qp, 81.65.Mq