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

Високотемпературне дифрактометричне дослідження особливостей окиснення стопу FeCoNiMnCr

М. В. Карпець1,2, Є. С. Макаренко1,2, А. Н. Мисливченко1,2, Н. А. Крапивка1, В. Ф. Горбань1, С. Ю. Макаренко3

1Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03680, МСП, Київ-142, Україна
2Національний технічний університет України «КПІ», пр. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
3Інститут 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±0,2)106 K1 в інтервалі температур 293—773 К. При температурах 873 К і вище було виявлено оксиди MnO та Fe2MnO4. 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 ± 0,2 ГПа, а для модуля Юнґа – 130 ± 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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).