Структура высокоэнтропийного сплава AlCoCrFeNi, полученного методом лазерного легирования

В. В. Гиржон, В. В. Емельянченко, А. В. Смоляков

Запорожский национальный университет, ул. Жуковского, 66, 69600, Запорожье, Украина

Получена: 07.09.2020; окончательный вариант - 22.12.2020. Скачать: PDF

Методами рентгеновского фазового, рентгеноспектрального и металлографического анализов исследовано структурно-фазовое состояние высокоэнтропийного сплава системы AlCoCrFeNi, полученного с помощью лазерного легирования поверхностных слоёв технически чистого алюминия A8 смесью порошков чистых элементов Fe, Co, Ni, Cr в эквиатомном соотношении. Показано, что в процессе лазерного легирования происходило формирование гетерофазной структуры, состоящей из упорядоченного многокомпонентного твёрдого раствора замещения на основе ОЦК-решётки и моноклинного интерметаллида Al$_{13}$(Ме)$_4$. Установлено, что формирование такой структуры является следствием высоких скоростей охлаждения расплава, высокого содержания алюминия и неоднородного распределения химических компонентов в поверхностных и придонных слоях зоны лазерного легирования. Микротвёрдость легированной поверхности составляла 4,7 ГПа, что характерно для высокоэнтропийных сплавов данной системы, полученных другими методами. Проанализированы дополнительные причины, которые могут влиять на высокие значения микротвёрдости.

Ключевые слова: высокоэнтропийный сплав, зона лазерного легирования, химическая неоднородность, твёрдый раствор замещения, высокие скорости охлаждения, фазовый состав.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i03/0399.html

PACS: 61.80.Ba, 62.20.Qp, 64.60.My, 81.20.Vj, 81.40.Gh


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. B. S. Murty, J. W. Yeh, and S. Ranganathan, High-Entropy Alloys (Butterworth Heinemann: 2014). Crossref
  2. C. Ng, S. Guo, J. Luan, S. Shi, and C. T. Liu, Intermetallics, 31: 165 (2012). Crossref
  3. Y. Zhang, High-Entropy Materials: A Brief Introduction (Singapore: Springer: 2019). Crossref
  4. X. H. Yan, J. S. Li, W. R. Zhang, and Y. Zhang, Mater. Chem. Phys., 210: 12 (2018). Crossref
  5. H. Zhang, Y. Z. He, X. M. Yuan, and Y. Pan, Appl. Surf. Sci., 256, No. 20: 5837 (2010). Crossref
  6. H. Assadi, S. Reutzel, and D. M. Herlach, Acta Mater., 54, No. 10: 2793 (2006). Crossref
  7. H. Zhang, Y. Pan, Y. Z. He, J. L. Wu, T. M. Yue, and S. Guo, The Minerals, Metals Materials Society, 66, No. 10: 2057 (2014). Crossref
  8. A. I. Belyaev, O. S. Bochvar, N. Ya. Buinov, N. I. Kolobnev, A. A. Kolpchev, L. L. Kostyukov, K. S. Lokhodaev, O. G. Senatorova, R. R. Romanova, E. A. Tkachenko, and I. N. Fridlyander, Metallovedenie Alyuminiya i Ego Splavov [Metallurgy of Aluminium and Its Alloys] (Moscow: Metallurgiya: 1987) (in Russian).
  9. J. Grin, U. Burkhardt, M. Ellner, and K. Peters, Crystalline Materials, 209, No. 6: 479 (1994). Crossref
  10. Binary Alloy Phase Diagrams (Eds. H. Okamoto, M. E. Schlesinger, and E. M. Mueller) (ASM International: 2016). Crossref
  11. V. Raghavan, J. Phase Equilib. Diff., 29, No. 6: 515 (2008). Crossref
  12. V. Raghavan, J. Phase Equilib. Diff., 33, No. 1: 55 (2012). Crossref
  13. V. Raghavan, J. Phase Equilib. Diff., 29, No. 2: 180 (2008). Crossref
  14. X. L. Liu, T. Gheno, B. B. Lindahl, G. Lindwall, B. Gleeson, and Z. K. Liu, PLoS ONE, 10, No. 4: 1 (2015). Crossref
  15. V. Raghavan, J. Phase Equilib. Diff., 27, No. 4: 372 (2006). Crossref
  16. P. Jeglič, S. Vrtnik, M. Bobnar, M. Klanjšek, B. Bauer, P. Gille, Yu. Grin, F. Haarmann, and J. Dolinšek, Phys. Rev. B, 82, No. 10: 104201 (2010). Crossref
  17. Y. F. Kao, T. J. Chen, S. K. Chen, and J. W. Yeh, J. Alloy Compd., 488, No. 1: 57 (2009). Crossref
  18. M. V. Karpets’, O. M. Myslyvchenko, O. S. Makarenko, M. O. Krapivka, V. F. Horban’, and A. V. Samelyuk, Problemy Tertya ta Znoshuvannya, 63, No. 2: 103 (2014) (in Ukrainian). Crossref
  19. Lazernye Tekhnologii Obrabotki Materialov: Sovremennye Problemy Fundamental’nykh Issledovaniy i Prikladnykh Razrabotok [Laser Technology of Materials Processing: Modern Problems of Fundamental Research and Applied Development] (Ed. B. Ya. Panchenko) (Moscow: Fizmatlit: 2009).