Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Высокотемпературное дифрактометрическое исследование особенностей окисления сплава FeCoNiMnCr

М. В. Карпец1,2, Е. С. Макаренко1,2, А. Н. Мысливченко1,2, Н. А. Крапивка1, В. Ф. Горбань1, С. Ю. Макаренко3

1Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
2Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
3Институт 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±0,2)106 K1 в интервале температур 293—773 К. При температурах 873К и выше были обнаружены оксиды MnO и Fe2MnO4. 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 ± 0,2 ГПа, а для модуля Юнга – 130 ± 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


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. K.-Ch. Hsieh, Ch.-F. Yu, W.-T. Hsieh, W.-R. Chiang, J. S. Ku, J.-H. Lai, Ch.-P. Tu, and Ch. Ch. Yang, J. Alloys Compd., 483: 209 (2009). Crossref
  2. Y. P. Wang, B. S. Li, M. X. Ren, C. Yang, and H. Z. Fu, Mater. Sci. Eng. A, 491: 154 (2008). Crossref
  3. F. J. Wang and Y. Zhang, J. Mater. Sci. Eng. A, 496: 214 (2008). Crossref
  4. K. B. Zhang, Z. Y. Fu, J. Y. Zhang, W. M. Wang, H. Wang, and Y. C. Wang, Mater. Sci. Eng. A, 508: 214 (2009). Crossref
  5. Y. J. Zhou, Y. Zhang, F. J. Wang, and G. L. Chen., Appl. Phys. Lett., 92: 241917 (2008). Crossref
  6. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. А. Крапивка, Э. П. Печковский, Н. И. Даниленко, М. В. Карпец, Современные проблемы физического материаловедения, 17: 126 (2008).
  7. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. А. Крапивка, Э. П. Печковский, Современные проблемы физического материаловедения, 20: 48 (2011).
  8. В. Ф. Горбань, В. А. Назаренко, Н. И. Даниленко, М. В. Карпец, Н. А. Крапивка, С. А. Фирстов, Е. С. Макаренко, Деформация и разрушение материалов, № 9: 2 (2013).
  9. J.-W. Yeh, Y.-L. Chen, S.-J. Lin, and S.-K. Chen, Mater. Sci. Forum, 560: 1 (2007). Crossref
  10. J. Jiang and X. Luo, Adv. Mater. Res., 652–654: 1115 (2013). Crossref
  11. W. A. Dollase, J. Appl. Cryst., 19: 267 (1986). Crossref
  12. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Э. П. Печковский, Н. А. Мамека, Наука и технологии, 11: 26 (2007).
  13. M.-X. Ren, B.-S. Li, and H.-Zh. Fu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 23: 991 (2013). Crossref
  14. F. Otto, Y. Yang, H. Bei, and E. P. George, Acta Mater., 61, No. 7: 2628 (2013). Crossref
  15. Г. Шульце, Металлофизика (Москва: Мир: 1971).
  16. Физические величины: Справочник (Ред. И. С. Григорьев, Е. З. Мейлихов) (Москва: Энергоатомиздат: 1991).