Порівняльна аналіза структури, фазового складу та властивостей високоентропійних керметів системи Ti–Cr–Fe–Ni–C, одержаних методами порошкової металурґії та дугового перетоплення

Г. А. Баглюк, М. В. Марич, С. Ф. Кирилюк, О. М. Мисливченко, О. А. Голубенко, О. С. Макаренко

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 30.01.2023; остаточний варіант - 28.02.2023. Завантажити: PDF

В статті наведено результати дослідження структури та властивостей високоентропійних керметів системи Ti–Cr–Fe–Ni–C, одержаних із вихідної суміші з порошків феротитану, високовуглецевого ферохрому та ніклю з використанням методів порошкової металурґії (гарячого штампування порошкових пресовок) і дугового перетоплення. Зразки, одержані за обома технологіями, піддавалися наступному відпалу за температур у 1000, 1100 та 1200°C. За результатами рентґенофазової аналізи встановлено, що фазовий склад стопу включає два невпорядковані тверді розчини з ГЦК- (переважно) й ОЦК-структурами та карбідні фази: кубічну $Me$С (для гарячештампованих зразків) і $Me_7$C$_3$ (для зразків, одержаних дуговим перетопленням). Показано істотну відмінність характеру мікроструктури стопів, одержаних за різними технологіями. Оцінка механічних характеристик одержаних матеріялів показала, що їхня твердість у вихідному стані складає $\cong$ 62 $HRC$, а розрахункові значення границі плинности $\sigma_{\textrm{s}}$, одержані за результатами індентування, для матеріялів обох технологій виготовлення складає близько 3,0 ГПа. Відпал і підвищення його температури призводить до деякого зменшення значень твердости та границі плинности стопу.

Ключові слова: високоентропійний стоп, феростоп, порошкова металурґія, гаряче штампування, дугове перетоплення, структура, фазовий склад, твердість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i04/0537.html

PACS: 62.20.fg, 81.05.Bx, 81.05.Mh, 81.20.Ev, 81.40.Ef, 81.40.Lm


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J. W. Yeh, Ann. Chim. Sci. Mat., 31: 633 (2006). Crossref
  2. J. W. Yeh, Materials Science Forum, 560: 1 (2007). Crossref
  3. M. H. Tsai and J. W. Yeh, Mater. Res. Lett., 2: 107 (2014). Crossref
  4. Y. Zhang, T. T. Zuo, Z. Tang, M. C. Gao, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, and Z. P. Lu, Prog. Mater. Sci., 61, No. 8: 1 (2014). Crossref
  5. E. J. Pickering and N. G Jones, Int. Mater. Rev., 61, No. 3: 183 (2016). Crossref
  6. B. S. Murty, J. W. Yeh, S. Ranganathan, and P. Bhattacharjee, High-Entropy Alloys (Elsevier: 2019). Crossref
  7. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. А. Крапивка, Э. П. Печковский, Вестник ТГУ, 18, вып. 4: 1938 (2013).
  8. S. Guo, C. Ng, J. Lu, and C. Liu, J. Appl. Phys., 109: 103505 (2011). Crossref
  9. S. A. Firstov, V. F. Gorban’, N. A. Krapivka, M. V. Karpets, and É. P. Pechkovskii, Powder Metall. Met. Ceram., 54: 607 (2016). Crossref
  10. S. Akramia, P. Edalatia, M. Fujia, and K. Edalati, Mater. Sci. Eng. R, 146: 100644 (2021). Crossref
  11. R.-Z. Zhan and M. J. Reece, J. Mater. Chem. A, 7: 22148 (2019). Crossref
  12. C. Oses, C. Toher, and S. Curtarolo, Nat. Rev. Mater., 5: 295 (2020). Crossref
  13. A. Sarkar, B. Breitung, and H. Hahn, Scripta Mater., 187: 43 (2020). Crossref
  14. J. Gild, Y. Zhang, T. Harrington, S. Jiang, T. Hu, M. C. Quinn, W. M. Mellor, N. Zhou, K. Vecchio, and J. Luo, Sci. Rep., 6: 37946 (2016). Crossref
  15. H. Xiang, Y. Xing, F.-Z. Dai, H. Wang, L. Su, L. Miao, G. Zhang, Y. Wang, X. Qi, L. Yao, H. Wang, B. Zhao, J. Li, and Y. Zhou, J. Adv. Ceramics, 10, No. 3: 385 (2021). Crossref
  16. S. Zhang, Y. Sun, B. Ke, Y. Li, W. Ji, W. Wang, and Zh. Fu, Metals, 8: 58 (2018). Crossref
  17. G. Zhu, Y. Liu, and J. Ye, Mater. Lett., 113: 80 (2013). Crossref
  18. Z. Fu and R. Koc, J. Am. Ceram. Soc., 100: 2803 (2017). Crossref
  19. Z. Li, X. Liu, K. Guo, H. Wang, B. Cai, F. Chang, C. Hong, and P. Dai, Mater. Sci. Eng. A, 767: 138427 (2019). Crossref
  20. X. W. Qiu, J. Alloys Compounds, 555: 246 (2013). Crossref
  21. J. M. Torralba, P. Alvaredo, and A. García-Junceda, Powder Metallurgy, 62, No. 2: 84 (2019). Crossref
  22. M. Marych, G. Bagliuk, A. Mamonova, and A. Gripachevskii, Powder Metall. Met. Ceram., 57, Nos. 9–10: 533 (2019). Crossref
  23. М. И. Гасик, Н. П. Лякишев, Теория и технология электрометаллургии ферросплавов (Москва: СП Интернет-Инжиниринг: 1999).
  24. G. A. Bagliuk, M. V. Marych, Yu. O. Shishkina, A. A. Mamonova, O. M. Gripachevsky, and S. F. Kyryliuk, Physics and Chemistry of Solid State, 23, No. 3: 620 (2022). Crossref
  25. Yu. V. Milman, J. Physics D: Applied Physics, 41: 074013 (2008). Crossref
  26. G. А. Bagliuk, Y. G. Bezimyanniy, and О. О. Stasiuk, Mater. Sci., 57: 35 (2021). Crossref
  27. G. A. Bagliuk, Yu. G. Bezimyanniy, О. V. Talko, L. О. Теslеnkо, and Yu. А. Shishkina, Machines. Technologies. Materials, 10, No. 11: 44 (2016).