Выпуски МФиНТ »  Том 42, выпуск 10

Термодинамическое прогнозирование фазового состава высокоэнтропийных сплавов на основе переходных металлов

А. Б. Мельник, В. К. Сульженко, К. Г. Левчук

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 20.08.2020. Скачать: PDF

Композиции, имеющие минимальную свободную энергию Гиббса для однофазных и гетерофазных высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) и содержащие Ni, Co, Fe, Cr, Cu, Al, Mn, Ti, Zr, V, получены с помощью развитого термодинамического подхода. Спрогнозирован фазовый состав ряда эквиатомных ВЭС, а также описано влияние различных факторов на его формирование. Получена корреляция расчётных данных с экспериментальными. Сформулированы критерии поиска составов ВЭС, способствующих образованию как однофазных, так и многофазных твёрдых растворов.

Ключевые слова: термодинамическое прогнозирование, высокоэнтропийные сплавы, твёрдый раствор, интерметаллические композиты.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i10/1387.html

PACS: 05.10.Ln, 05.70.-a, 65.40.G-, 81.30.Bx, 81.30.Fb

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J.-W. Yeh, S.-K. Chen, S.-J. Lin, J.-Y. Gan, T.-S. Chin, T.-T. Shun, C.‐H. Tsau, and S.‐Y. Chang, Adv. Eng. Mater., 6: 299 (2004). Crossref
  2. J.-W. Yeh, JOM, 65: 1759 (2013). Crossref
  3. Y. Zhang, T. T. Zuo, Z. Tang, M. C. Gao, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, and Z. P. Lu, Prog. Mater. Sci., 61: 1 (2014). Crossref
  4. M. H. Tsai and J. W. Yeh, Mater. Res. Lett., 2: 107 (2014). Crossref
  5. D. B. Miracle and O. N. Senkov, Acta Mater., 122: 448 (2017). Crossref
  6. M. C. Gao, C. Zhang, P. Gao, F. Zhang, L. Z. Ouyang, M. Widom, and J. A. Hawk, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 21: 238 (2017). Crossref
  7. Y. Tan, J. Li, S. Tang, J. Wang, and H. Kou, J. Alloys Compd., 742: 430 (2018). Crossref
  8. F. Tian, L. K. Varga, N. Chen, L. Delczeg, and L. Vitos, Phys. Rev. B, 87: 075144 (2013). Crossref
  9. F. Tian, L. Delczeg, N. Chen, L. K. Varga, J. Shen, and L. Vitos, Phys. Rev. B, 88: 085128 (2013). Crossref
  10. Prashant Singh, A. V. Smirnov, and D. D. Johnson, Phys. Rev. B, 91, Iss. 22: 224204 (2015). Crossref
  11. D. Ma, B. Grabowski, F. Körmann, J. Neugebauer, and D. Raabe, Acta Mater., 100: 90 (2015). Crossref
  12. C. Jiang and B. P. Uberuaga, Phys. Rev. Lett., 116: 105501 (2016). Crossref
  13. M. C. Troparevsky, J. R. Morris, P. R. C. Kent, A. R. Lupini, and G. M. Stocks, Phys. Rev. X, 5: 011041 (2015). Crossref
  14. F. Zhang, C. Zhang, S. L. Chen, J. Zhu, W. S. Cao, and U. R. Kattner, CALPHAD, 5: 1 (2014). Crossref
  15. C. Zhang, F. Zhang, S. Chen, and W. Cao, JOM, 64: 839 (2012). Crossref
  16. O. N. Senkov, J. D. Miller, D. B. Miracle, and C. Woodward, Nature Comm., 6 (2015) 6529. Crossref
  17. U. Mizutani, Hume–Rothery Rules for Structurally Complex Alloy Phases (CRC Press: 2010). Crossref
  18. Y. Zhang, Y. J. Zhou, J. P. Lin, G. L. Chen, and P. K. Liaw, Adv. Eng. Mater., 10: 534 (2008). Crossref
  19. Y. Zhang, Z. P. Lu, S. G. Ma, P. K. Liaw, Z. Tang, Y. Q. Cheng, and M. C. Gao, MRS Commun., 4: 57 (2014). Crossref
  20. S. Guo, C. Ng, J. Lu, and C. T. Liu, J. Appl. Phys., 109: 103505 (2011). Crossref
  21. S. Fang, X. Xiao, L. Xia, W. Li, and Y. Dong, J. Non-Cryst. Solids, 321: 120 (2003). Crossref
  22. Y. F. Ye, Q. Wang, J. Lu, C. T. Liu, and Y. Yang, Scr. Mater., 104: 53 (2015). Crossref
  23. A. F. Andreoli, J. Orava , P. K. Liaw , H. Weber , M. F. De Oliveira , K. Nielsch, and I. Kaban, Materialia, 5: 100222 (2019). Crossref
  24. A. Takeuchi and A. Inoue, Mater. Sci. Eng. A, 304–306: 446 (2001). Crossref
  25. F. R. Boer, R. Boom, W. Mattens, A. R. Miedema, and A. K. Niessen, Cohesion in Metals: Transition Metal Alloys (Amsterdam, North-Holland: 1988).
  26. A. B. Melnick and V. K. Soolshenko, J. Alloy. Compd., 694: 223 (2017). Crossref
  27. B. Cantor, I. Chang, P. Knight, and A. Vincent, Mater. Sci. Eng. A, 375–377: 213 (2004). Crossref
  28. F. He, Z. Wang, Q. Wu, S. Niu, J. Li, J. Wang, and C. T. Liu, Scr. Mater., 131: 42 (2017). Crossref
  29. L. Ya. Ropyak, I. P. Shatskyi, and M. V. Makoviichuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 517 (2017). Crossref
  30. A. Takeuchi and A. Inoue, Mater. Trans., 41: 1372 (2000). Crossref
  31. A. Takeuchi and A. Inoue, Mater. Trans., 46: 2817 (2005). Crossref
  32. A. K. Niessen and A. R. Miedema, Berichte der Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie, 87, Iss. 9: 717 (1983). Crossref
  33. The Periodic Table of the Elements, http://www.webelements.com
  34. Y. Zhang, Y. J. Zhou, J. P. Lin, G. L. Chen, and P. K. Liaw, Adv. Eng. Mater., 10: 534 (2008). Crossref
  35. X. Yang and Y. Zhang, Materials Chem. Phys., 132: 233 (2012). Crossref
  36. A. B. Melnick, V. Ya. Beloshapka, and V. K. Soolshenko, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotekhnologii, 17, No. 3: 557 (2019). Crossref
  37. X. F. Wang, Y. Zhang, Y. Qiao, and G. L. Chen, Intermetallics, 15: 357 (2007). Crossref
  38. Y.-F. Kao, T.-J. Chen, S.-K. Chen, and J.-W. Yeh, J. Alloys Compd., 488: 57 (2009). Crossref
  39. M.-H. Tsai, J.-H. Li, A.-C. Fan, and P.-H. Tsai, Scr. Mater., 127: 6 (2017). Crossref
  40. C. Li, J. C. Li, M. Zhao, and Q. Jiang, J. Alloys Compd., 475: 752 (2009). Crossref
  41. F. Otto, Y. Yang, H. Bei, and E.P. George, Acta Mater., 61: 2628 (2013). Crossref
  42. H.-Y. Chen, C.-W. Tsai, C.-C. Tung, J.-W. Yeh, T.-T. Shun, C.-C. Yang, and S.-K. Chen, Ann. Chim. Sci. Matér., 31: 685 (2006). Crossref
  43. C.-C. Tung, J.-W. Yeh, T.-t. Shun, S.-K. Chen, Y.-S. Huang, and H.-C. Chen, Mater. Lett., 61, Iss. 1: 1 (2007). Crossref
  44. B. S. Li, Y. P. Wang, M. X. Ren, C. Yang, and H. Z. Fu, Mater. Sci. Eng. A, 498: 482 (2008). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»