Ефективні характеристики розчинених атомів у багатокомпонентному стопі

М. І. Луговий$^{1}$, Д. Г. Вербило$^{1}$, М. П. Бродніковський$^{1}$, Т. І. Вербицька$^{2}$, Д. С. Леонов$^{3}$, М. Ю. Барабаш$^{2,3,4}$

$^{1}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142, Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Берестейський, 37, 03056 Київ, Україна
$^{3}$Технічний центр НАН України, вул. Покровська, 13, 04070 Київ, Україна
$^{4}$Інститут прикладних систем управління НАН України, просп. Академіка Глушкова, 42, 03187 Київ, Україна

Отримано: 01.08.2025; остаточний варіант - 08.08.2025. Завантажити: PDF

Запропоновано модифікований модель «включення в матриці» для визначення характеристик розчинених атомів у багатокомпонентному стопі за різних температур. Модель уможливлює розрахувати ефективний діяметер розчиненого атома й ефективний модуль зсуву, що йому приписується, для кожного компонента. Це стає можливим за умови правильної інтерпретації вхідних параметрів для моделювання, зокрема, за умови правильного визначення поправочних коефіцієнтів для розмірів атомів, модулів зсуву та Пуассонових коефіцієнтів для компонентів стопу в певному діяпазоні температур. Це залежить від типу кристалічних ґратниць чистих компонентів і стопу. Один і той самий атом у кристалічних ґратницях з різними координаційними числами матиме різний розмір, а ґратниці чистого компонента можуть відрізнятися від кристалічних ґратниць стопу. Також справедливі твердження про різні модулі зсуву та Пуассонові коефіцієнти, які можна віднести до атомів у чистих компонентах і розчинених атомів у стопі, якщо їхні кристалічні ґратниці різні. Ефективні діяметри та модулі зсуву розчинених атомів уможливлюють визначити температурну залежність невідповідностей розмірів атомів і невідповідностей модулів пружности. Цього достатньо для розрахунку температурної залежности дисторсії кристалічних ґратниць стопу. На прикладі стопу CrCoNiFeMn показано, що дисторсія, визначена за допомогою запропонованого моделю, зростає з температурою.

Ключові слова: дисторсія ґратниць, твердий розчин, розчинений атом, включення, матриця, багатокомпонентний стоп.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i08/0783.html

PACS: 61.72.Bb, 61.72.J-, 62.20.de, 62.20.dj, 81.05.Zx, 81.40.Cd

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

D. B. Miracle and O. N. Senkov, Acta Mater., 122: 448 (2017).
E. P. George, W. A. Curtin, and C. C. Tasan, Acta Mater., 188: 435 (2020).
F. R. N. Nabarro, The Physics of Metals (Ed. P. B. Hirsch) (Cambridge: Cambridge University Press: 1976), p. 152.
R. Labusch, Czech. J. Phys. B, 31: 165 (1981).
G. Leyson, W. Curtin, L. Hector, and C. F. Woodward, Nature Mater., 9: 750 (2010).
G. P. M. Leyson, L. G. Hector, and W. A. Curtin, Acta Mater., 60: 3873 (2012).
G. P. M. Leyson and W. A. Curtin, Modelling Simulation Mater. Sci. Eng., 24: 065005 (2016).
C. Varvenne, A. Luque, and W. A. Curtin, Acta Mater., 118: 164 (2016).
C. Varvenne, G. P. M. Leyson, M. Ghazisaeidi, and W. A Curtin, Acta Mater., 124: 660 (2017).
M. Zaiser, Phil. Mag. A, 82, Iss. 15: 2869 (2002).
J.-H. Zhai and M. Zaiser, Mater. Sci. Eng. A, 740–741: 285 (2019).
A. V. Podolskiy, E. D. Tabachnikova, V. V. Voloschuk, V. F. Gorban, N. A. Krapivka, and S. A. Firstov, Mater. Sci. Eng. A, 710: 136 (2018).
S. O. Firstov, T. G. Rogul, N. A. Krapivka, and S. I. Chugunova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 2: 219 (2018) (in Russian).
S. O. Firstov and T. G. Rogul, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 1: 33 (2017) (in Russian).
L. A. Gypen and A. Deruyttere, J. Mater. Sci., 12: 1028 (1977).
A. S. Argon, Strengthening Mechanisms in Crystal Plasticity (Oxford: Oxford University Press: 2008).
U. F. Kocks, A. S. Argon, and M. F. Ashby, Prog. Mater. Sci., 19: 110 (1975).
F. Otto, A. Dlouhy, C. Somsen, H. Bei, G. Eggeler, and E. P. George, Acta Mater., 61: 5743 (2013).
A. Gali and E. P. George, Intermetallics, 39: 74 (2013).
S. J. Sun, Y. Z. Tian, H. R. Lin, X. G. Dong, Y. H. Wang, Z. J. Wang, and Z. F. Zhang, J. Alloys Compd., 806: 992 (2019).
G. Laplanche, J. Bonneville, C. Varvenne, W. A. Curtin, and E. P. George, Acta Mater., 143: 257 (2018).
M. Lugovy, V. Slyunyayev, and M. Brodnikovskyy, Prog. Natural Sci.: Mater. Int., 31: 95 (2021).
M. I. Lugovy, V. M. Slyunyayev, M. P. Brodnikovskyy, and S. O. Firstov, Ehlektronna Mikroskopiya i Mitsnist’ Materialiv, 23: 3 (2017) (in Ukrainian).
M. I. Lugovy, V. M. Slyunyayev, and M. P. Brodnikovskyy, Ehlektronna Mikroskopiya i Mitsnist’ Materialiv, 25: 26 (2019) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 6: 15 (2023) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 47, No. 3: 303 (2025).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 3: 24 (2021) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 4/5: 12 (2022) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 7: 3 (2023) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 2: 19 (2021) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, No. 4/5: 36 (2022) (in Ukrainian).
S. O. Firstov and T. G. Rogul, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 1: 127 (2022) (in Ukrainian).
J. D. Eshelby, Solid State Physics, 3: 79 (1956).
R. L. Fleischer, Acta Metallurgica, 11: 203 (1963).
I. Toda-Caraballo, Scripta Mater., 127: 113 (2017).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, Nos. 8/9: 13 (2024) (in Ukrainian).