Мікроструктура, фазова еволюція та механічні властивості CoCrNi. Стоп із середньою ентропією, оброблений методами порошкової металурґії

М. Г. Салазар-Хуарес$^{1}$, І. Естрада-Гуель$^{2}$, К. Гамаліель Гарай-Рейес$^{2}$, К. Д. Гомес-Еспарса$^{3}$, Р. Мартінез-Санчес$^{2}$, Х. А. Кастільо-Роблес$^{1}$, К. А. Каллес-Арріага$^{1}$, Е. Роша-Рангел$^{1}$

$^{1}$Політехнічний університет Вікторії, 5902 пр. Нових Технологій, 87138 Сьюдад Вікторія, Тамауліпас, Мексика
$^{2}$Центр досліджень передових матеріалів, 120 Мігель де Сервантес, 31136 Чіуауа, Чи, Мексика
$^{3}$Автономний університет Чіуауа, 900 пр. Ескорса, 31000 Чіуауа, Мексика

Отримано: 12.10.2024; остаточний варіант - 01.04.2025. Завантажити: PDF

Стопи CoCrNi — це нове сімейство високоефективних стопів, які знайшли застосування в різних сферах, включаючи автомобільну, аерокосмічну та біомедичну промисловості. Стопи можуть бути виготовлені різними методами та демонструють відмінні властивості, такі як висока міцність, пластичність, біосумісність і корозійна стійкість. У цій статті розглянуто технологічний процес виготовлення, еволюцію фаз і механічні властивості середньоентропійних стопів на основі CrCoNi, оброблених методами порошкової металурґії. Деякі з основних одержаних результатів вказують на наявність твердого розчину Co–Cr–Ni і суміші ГЦК- й ОЦК-структур у стопі. Мікроструктура є однорідною з рівновісними зернами та містить суміш фаз через леґувальні елементи. Стоп демонструє високу механічну міцність з хорошими значеннями деформації. Наявність різних фаз, серед яких — тверді розчини Co–Cr–Ni та Co–Ni з несхожими кристалічними структурами, є причиною високої ентропії стопу і, відповідно, його хороших механічних характеристик.

Ключові слова: стоп Co–Cr–Ni, середньоентропійні стопи, тверді розчини, ГЦК- й ОЦК-структури, механічні властивості.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i10/1111.html

PACS: 61.05.cp, 61.72.Ff, 62.20.fg, 62.20.fk, 62.20.Qp, 68.37.Hk, 81.20.Ev


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. 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. Mate., 6, Iss. 5: 299 (2004).
  2. B. Cantor, I. T. H.Chang, P. Knight, and A. J. B. Vincent, Mater. Sci. Eng. A, 375–377: 213 (2004).
  3. M. Sun, X. Liu, W. Jiang, L. Yawei, K. Jiangang, L. Rui, W. Xianping, W. Xuebang, F. Qianfeng, and L. Changsong, Scr. Mater., 204: 114144 (2021).
  4. P. Muangtong, A. Rodchanarowan, D. Chaysuwan, N. Chanlek, and R. Goodall, Corros. Sci., 172: 108740 (2020).
  5. D. B. Miracle and O. N. Senkov, Acta Mater., 122: 448 (2017).
  6. G. Bracq, M. Laurent-Brocq, L. Perrière, R. Pirès, J. M. Joubert, and I. Guillot, Acta Mater., 128: 327 (2017).
  7. S. Haas, M. Mosbacher, O. N. Senkov, and M. Feuerbacher, Entropy, 20, Iss. 9: 654 (2018).
  8. X. Gao, Y. Lu, B. Zhang, L. Ningning, W. Guanzhong, S. Gang, L. Jizi, and Z. Yonghao, Acta Mater., 141: 59 (2017).
  9. E. P. George, D. Raabe, and R. O. Ritchie, Nat. Rev. Mater., 4: 515 (2019).
  10. S. Singh, N. Wanderka, K. Kiefer, K. Siemensmeyer, and J. Banhart, Ultramicroscopy, 111, Iss. 6: 619 (2011).
  11. Z. Tang, M. C. Gao, H. Diao, T. Yang, J. Liu, T. Zuo, Y. Zhang, Z. Lu, Y. Cheng, Y. Zhang, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, and T. Egami, JOM, 65: 1848 (2013).
  12. Z. Wang, S. Guo, and C. T. Liu, JOM, 66: 1966 (2014).
  13. A. Manzoni, H. Daoud, S. Mondal, S.V. Smaalen, R. Völkl, U. Glatzel, and N. Wanderka, J. Alloys Compd., 552: 430 (2013).
  14. S. Singh, N. Wanderka, B. Murty, U. Glatzel, and J. Banhart, Acta Mater., 159, Iss. 1: 182 (2011).
  15. S. Yang, M. Jiang, H. Li, Y. Liu, and L. Wang, Rare Metals, 31: 75 (2012).
  16. T. Omori, J. Sato, K. Shinagawa, I. Ohnuma, K. Oikawa, R. Kainuma, and K. Ishida, J. Phase Equilib. Diffus., 35: 178 (2014).
  17. B. Gludovatz, A. Hohenwarter, K. V. Thurston, H. Bei, Z. Wu, E. P. George, and R. O. Ritchie, Nat. Commun., 7: 10602 (2016).
  18. S. Yoshida, T. Bhattacharjee, Y. Bai, and N. Tsuji, Scr. Mater., 134: 33 (2017).
  19. Z. Zhang, H. Sheng, Z. Wang, B. Gludovatz, Z. Zhang, E. P. George, Q. Yu, S. X. Mao, and R. O. Ritchie, Nat. Commun., 8: 14390 (2017).
  20. P. Sathiyamoorthi, J. Moon, J. W. Bae, P. Asghari-rad, and H. S. Kim, Scr. Mater., 163: 152 (2019).
  21. R. Wen, C. You, L. Zeng, H. Wang, and X. Zhang, J. Mater. Sci., 55: 12544 (2020).
  22. W. Lu, X. Luo, Y. Yang, and B. Huang, Materials Express, 9, No. 4: 291 (2019).
  23. X. Feng, J. U. Surjadi, R. Fan, X. Li, W. Zhou, S. Zhao, and Y. Lu, Mater. Today, 42, 10 (2021).
  24. Y. Shi, Y. Wang, S. Li, R. Li, and Y. Wang, Mater Sci. Eng. A, 788: 139600 (2020).
  25. C. Slone, C. Larosa, C. Zenk, E. George, M. Ghazisaeidi, and M. Mills, Scr. Mater., 178: 295 (2020).
  26. M. P. Agustianingrum, U. Lee, and N. Park, Corros. Sci., 173: 108755 (2020).
  27. ASTM E494-15 Standard Practice for Measuring Ultrasonic Velocity in Materials, last update (2021).
  28. ASTM E384-16, Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials, last update (2017).
  29. S. Guo, C. Ng, and C. Liu, J. Alloys Compd., 557: 77 (2013).
  30. http://www.acerosespeciales.net/aisi4140.html (last accessed August 29, 2024).