Високотемпературне дифрактометричне дослідження особливостей окиснення стопу FeCoNiMnCr
М. В. Карпець$^{1,2}$, Є. С. Макаренко$^{1,2}$, А. Н. Мисливченко$^{1,2}$, Н. А. Крапивка$^{1}$, В. Ф. Горбань$^{1}$, С. Ю. Макаренко$^{3}$
$^{1}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03680, МСП, Київ-142, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «КПІ», пр. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{3}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна
Отримано: 21.01.2014. Завантажити: PDF
В роботі виконано дослідження процесів, які відбуваються при окисненні багатокомпонентного високоентропійного еквіатомного стопу (ВЕС) FeCoNiMnCr, який кристалізується в ГЦК-ґратницю. Стоп було виготовлено методом вакуумно-дугового топлення і досліджено методом in situ у високотемпературній приставці УВД-2000 при температурах 293—1273 К у дифрактометрі ДРОН УМ1 на повітрі. При виборі металів для ВЕС враховувалися наступні фактори: атомні радіуси металів (повинні бути близькими один відносно другого), сумірна електронеґативність, подібні електронні концентрації елементів, ентальпія та ентропія стопу. Встановлено, що стоп у вихідному стані представляє собою твердий розчин на основі кубічної структури с ГЦК-ґратницею ($а$ = 0,3609 нм) та коефіцієнтом термічного розширення $(13,9 \pm 0,2)\cdot10^{-6}$ K$^{-1}$ в інтервалі температур 293—773 К. При температурах 873 К і вище було виявлено оксиди MnO та Fe$_{2}$MnO$_{4}$. Показано, що в порівнянні з вихідним станом зразка період ГЦК-ґратниці твердого розчину, відпаленого при 1273К, зменшився ($a$ = 0,3596 нм), що зв’язано з перебігом процесів перерозподілу атомів у кристалічній ґратниці, а також зниженням внутрішніх напруг. Міряння мікротвердості високоентропійного стопу FeCoNiMnCr після окиснення виконувалося шляхом автоматичного мікроіндентування на приладі «Микрон-гамма» пірамідою Берковича і дало значення 2,1 $\pm$ 0,2 ГПа, а для модуля Юнґа – 130 $\pm$ 5 ГПа.
Ключові слова: високоентропійний стоп, твердий розчин, оксиди, високотемпературна рентґенівська дифракція, коефіцієнт термічного розширення.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i06/0829.html
PACS: 07.85.Nc, 61.05.cp, 62.20.Qp, 81.65.Mq