Структура високоентропійних прилютків і лютованих швів на основі перехідних $d$-металів

С. В. Максимова, В. Е. Сухоярський

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 15.09.2022; остаточний варіант - 08.11.2022. Завантажити: PDF

Удосконалення та проґрес в області створення конструкцій відповідального призначення в різних галузях промисловости спонукає наукову спільноту до вдосконалення та розробки нових матеріялів з підвищеними експлуатаційними характеристиками, які поєднують високу міцність, твердість з високою пластичністю за кімнатної та підвищених температур, корозійну стійкість та інші важливі фізико-механічні властивості. Постійний пошук і фундаментальні дослідження в даній області привели до появи нового унікального класу матеріялів — високоентропійних стопів — складних багатокомпонентних систем, які мають високий ентропійний фактор і характеризуються (переважно) структурою твердих розчинів. В останні роки велику увагу приділяють не тільки розробці конструкційних високоентропійних матеріялів, а й створенню високоентропійних прилютків, які застосовують для одержання нероз’ємних з’єднань шляхом лютування. В даному огляді представлено структуру високоентропійних прилютків (на основі перехідних $d$-елементів) з однофазною структурою твердого розчину, евтектичною, які сумісні з основним металом і забезпечують необхідний температурний інтервал лютування, хороший рівень його змочування та механічні характеристики лютованим з’єднанням. Розглянуто особливості формування структури лютованих з’єднань із застосуванням високоентропійних прилютків за наявности ґрадієнту концентрацій і взаємних дифузійних процесів на міжфазній межі й одержання високоентропійних кристалічних структур у лютованому шві.

Ключові слова: високоентропійний прилюток, лютування, лютований шов, мікроструктура, твердий розчин, евтектика, дифузія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i01/0075.html

PACS: 06.60.Vz, 61.72.Ff, 62.20.fg, 66.10.cg, 68.08.-p, 81.20.Vj, 81.30.Fb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J. W. Yeh, Y. L. Chen, S. J. Lin, and S. K. Chen, Materials Science Forum, 560: 1 (2007). Crossref
  2. C. О. Фірстов, Вісник НАН України, 5: 18 (2017).
  3. М. П. Семенько, Р. В. Остапенко, Журнал нано- та електронної фізики, 10, № 4: 04032 (2018). Crossref
  4. М. О. Крапівка, Ю. П. Мазур, М. П. Семенько, С. О. Фірстов, Металофиз. новейшие технол., 37, № 6: 731 (2015).
  5. C. O. Фірстов, В. Ф. Горбань, М. О. Крапівка, Н. І. Даниленко, В. І. Копилов, Міжвузівський збірник «Наукові нотатки», 54: 336 (2016).
  6. М. В. Карпець, О. М. Мисливченко, О. С. Макаренко, М. О. Крапівка, В. Ф. Горбань, А. В. Самелюк, Проблеми тертя та зношування, № 2 (63): 103 (2014).
  7. A. D. Pogrebnjak, A. A. Bagdasaryan, I. V. Yakushchenko, and V. M. Beresnev, Russian Chem. Rev., 83, No. 11: 1027 (2014). Crossref
  8. J. M. Sanchez, I. Vicario, J. Albizuri, T. Guraya, and J. Garcia, J. Mater. Research Technol., 8, Iss. 1: 795 (2019). Crossref
  9. M. B. Ивченко, В. Г. Пушин, N. Wanderka, Журнал технической физики, 84: 2: 57 (2014).
  10. W. Tillman, L. Wojarski, D. Stangier, M. Manka, and C. Timmer, Welding in the World, 64: 1597 (2020). Crossref
  11. Y. Zhang and Y. J. Zhou, Materials Science Forum, 561–565: 1337 (2007). Crossref
  12. B. S. Murty, J. W. Yeh, S. Ranganathan, and P. P. Bhattacharjee, High-Entropy Alloys (Elsevier: 2019). Crossref
  13. 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, No. 5: 299 (2004). Crossref
  14. A. E. Shapiro, Proc. of Int. Conf. Brazing Soldering (Oct. 3–6, 2021) (Miami: 2021), p. 32.
  15. B. Gludovatz, A. Hohenwarter, K. Thurston, H. Bei, Z. Wu, E. P. George, and R. O. Ritchie, Nat. Commun., 7: 10602 (2016). Crossref
  16. D. B. Miracle and O. N. Senkov, Acta Mater., 122: 448 (2017). Crossref
  17. R. S. Mishra, R. S. Haridas, and P. Agrawal, Mater. Sci. Eng. A, 812: 141085 (2021). Crossref
  18. R. Kozak, A. Sologubenko, and W. Steurer, J. Crystallography, 230, Iss. 1: 55 (2015). Crossref
  19. B. Cantor, I. T. H. Chang, P. Knight, and A. J. B. Vincent, Mater. Sci. Eng. A, 375–377: 213 (2004). Crossref
  20. M. H. Tsai and J. W. Yeh, Mater. Res. Lett., 2: 107 (2014). Crossref
  21. A. Takeuchi, N. Chen, T. Wada, Y. Yokoyama, H. Kato, A. Inoue, and J. W. Yeh, Intermetallics, 19: 1546 (2011). Crossref
  22. B. Gwalani, S. Gorsse, D. Choudhuri, M. Styles, Y. Zheng, R. S. Mishra, and R. Banerjee, Acta Mater., 153: 169 (2018). Crossref
  23. F. Otto, A. Dlouhý, K. G. Pradeep, M. Kuběnová, D. Raabe, G. Eggeler, and E. P. George, Acta Mater., 112: 40 (2016). Crossref
  24. Z. Tang, M. C. Gao, H. Diao, T. F. Yang, J. P. Liu, T. T. Zuo, Y. Shang, Z. P. Lu, Y. Q. Cheng, Y. W. Zhang, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, and T. Egami, JOM, 65: 1848 (2013). Crossref
  25. V. F. Khorunov and S. V. Maksymova, Advanced in Brazing (Ed. D. P. Seculic) (Oxford Cambridge: WPL: 2013), p. 85. Crossref
  26. С. В. Максимова, Адгезия расплавов и пайка материалов, 40: 70 (2007).
  27. D. Luo, Y. Xiao, L. Hardwick, R. Snell, M. Way, X. S. Morell, F. Livera, N. Ludford, C. Panwisawas, H. Dong, and R. Goodall, Entropy, 23: 78 (2021). Crossref
  28. I. S. Malashenko, V. V. Kurenkova, A. F. Belyavin, and V. V. Trokhimchenko, Современная электрометаллургия, 4: 26 (2006).
  29. A. Rabinkin, Advances in Brazing (Ed. D. P. Seculic) (Oxford Cambridge: WPL: 2013), p. 121. Crossref
  30. S. V. Maksymova, V. V. Voronov, and P. V. Kovalchuk, Paton Welding J., 8: 12 (2017). Crossref
  31. W. Tillmann, T. Ulitzka, L. Wojarski, M. Manka, H. Ulitzka, and D. Wagstyl, Welding in the World, 64: 201 (2019). Crossref
  32. G. Wang, Y. Yang, R. He, C. Tan, M. Huttula, and W. Cao, J. European Ceramic Society, 40, Iss. 9: 3391 (2020). Crossref
  33. H. Xu, L. Shi, C. Lu, H. Li, Y. He, W. Chen, Y. Li, J. Yang, W. Zheng, Y. Ma, D. Wang, Z. Ding, H. Zou, and Z. Gao, Mater. Characterization, 179: 111368 (2021). Crossref
  34. S. Shukla, T. Wang, S. Cotton, and R. S. Mishra, Scr. Mater., 156: 105 (2018). Crossref
  35. D. Bridges, S. Zhang, S. Lang, M. Gao, Z. Yu, Z. Feng, and A. Hu, Mater. Lett., 215: 11 (2017). Crossref
  36. M. Gao, Development of New High Entropy Alloys for Brazing of Ni-Base Superalloys (Thesis of Disser. for Master of Sci. Metall. and Mater. Engineer) (Colorado: Colorado School of Mines: 2017).
  37. X. S. Morell, R. Googall, E. Pickering, P. Webb, P. Rodgers, E. S. De Cambra, and L. T. Marquez, Proc. Int. Conf. Brazing and Soldering (Oct. 3–6, 2021) (Miami: 2021), p. 14.
  38. A. I. Gabov, A. A. Ivannikov and O. N. Sevryukov, IOP Conf. Series: Materials Sci. Eng., 1005: 012012 (2020). Crossref