Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅

Исследовано влияние добавок ванадия и углерода на микроструктуру, фазовый состав, параметры решетки и механические свойства высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNiMn и CrFe₂MnNi, являющихся твердыми растворами с ГЦК-решеткой. Показано, что легирование указанными элементами приводит к формированию в об...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Тихоновский, М.А., Тортика, А.С., Колодий, И.В., Стоев, П.И., Рудычева, Т.Ю., Бережная, Н.С., Танцюра, И.Г.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2016
Назва видання:	Вопросы атомной науки и техники
Теми:	Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115402
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ / М.А. Тихоновский, А.С. Тортика, И.В. Колодий, П.И. Стоев, Т.Ю. Рудычева,Н.С. Бережная, И.Г. Танцюра // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 4. — С. 37-41. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-115402
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1154022017-04-05T03:02:27Z Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ Тихоновский, М.А. Тортика, А.С. Колодий, И.В. Стоев, П.И. Рудычева, Т.Ю. Бережная, Н.С. Танцюра, И.Г. Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах Исследовано влияние добавок ванадия и углерода на микроструктуру, фазовый состав, параметры решетки и механические свойства высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNiMn и CrFe₂MnNi, являющихся твердыми растворами с ГЦК-решеткой. Показано, что легирование указанными элементами приводит к формированию в обоих сплавах двухфазной доэвтектичекой микроструктуры. Эвтектическая составляющая микроструктуры состоит из ГЦК-матрицы и карбида типа Cr₇C₃. Формирование такой микроструктуры приводит к повышению предела текучести в 2,5-3 раза при сохранении достаточно высокой пластичности (более 60% при испытаниях на сжатие). Предполагается, что бескобальтовые сплавы на основе CrFe₂MnNi могут быть перспективными в качестве радиационно стойких материалов для ядерной энергетики The effect of vanadium and carbon additions on microstructure, phase composition, lattice parameters and mechanical properties of CoCrFeNiMn and CrFe₂MnNi high entropy alloys was studied. It is shown that doping of these elements lead to the formation of two-phase hypoeutectic microstructure in both alloys. The eutectic component of microstructure consists of fcc matrix and Cr₇C₃ type carbide. Formation of such microstructure increases the yield strength in 2.5-3 times, while ductility maintains at a sufficiently high level (more than 60% during the compression test). It is expected that “non-cobalt” CrFe₂MnNi-based alloys can be perspective materials for nuclear power as a radiation-resistant materials. Досліджено вплив добавок ванадію і вуглецю на мікроструктуру, фазовий склад, параметри решітки та механічні властивості високоентропійних сплавів CoCrFeNiMn і CrFe₂MnNi, які представляють собою тверді розчини з ГЦК-граткою. Показано, що легування зазначеними елементами призводять до формування в обох сплавах двофазної доевтектичної мікроструктури. Евтектична складова мікроструктури складається з ГЦК-матриці і карбіду типу Cr₇C₃. Формування такої мікроструктури призводить до підвищення межі плинності в 2,5-3 рази при збереженні досить високої пластичності (більше 60% при випробуваннях на стиснення). Передбачається, що безкобальтові сплави на основі CrFe₂MnNi можуть бути перспективними в якості радіаційно стійких матеріалів для ядерної енергетики. 2016 Article Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ / М.А. Тихоновский, А.С. Тортика, И.В. Колодий, П.И. Стоев, Т.Ю. Рудычева,Н.С. Бережная, И.Г. Танцюра // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 4. — С. 37-41. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115402 620.178.152:669.265.295 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах
spellingShingle	Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах Тихоновский, М.А. Тортика, А.С. Колодий, И.В. Стоев, П.И. Рудычева, Т.Ю. Бережная, Н.С. Танцюра, И.Г. Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ Вопросы атомной науки и техники
description	Исследовано влияние добавок ванадия и углерода на микроструктуру, фазовый состав, параметры решетки и механические свойства высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNiMn и CrFe₂MnNi, являющихся твердыми растворами с ГЦК-решеткой. Показано, что легирование указанными элементами приводит к формированию в обоих сплавах двухфазной доэвтектичекой микроструктуры. Эвтектическая составляющая микроструктуры состоит из ГЦК-матрицы и карбида типа Cr₇C₃. Формирование такой микроструктуры приводит к повышению предела текучести в 2,5-3 раза при сохранении достаточно высокой пластичности (более 60% при испытаниях на сжатие). Предполагается, что бескобальтовые сплавы на основе CrFe₂MnNi могут быть перспективными в качестве радиационно стойких материалов для ядерной энергетики
format	Article
author	Тихоновский, М.А. Тортика, А.С. Колодий, И.В. Стоев, П.И. Рудычева, Т.Ю. Бережная, Н.С. Танцюра, И.Г.
author_facet	Тихоновский, М.А. Тортика, А.С. Колодий, И.В. Стоев, П.И. Рудычева, Т.Ю. Бережная, Н.С. Танцюра, И.Г.
author_sort	Тихоновский, М.А.
title	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅
title_short	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅
title_full	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅
title_fullStr	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅
title_full_unstemmed	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅
title_sort	микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов сocrfemnniv₀,₂₅c₀,₁₇₅ и crfe₂mnniv₀,₂₅c₀,₁₇₅
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Материалы реакторов на тепловых и быстрых нейтронах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115402
citation_txt	Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ / М.А. Тихоновский, А.С. Тортика, И.В. Колодий, П.И. Стоев, Т.Ю. Рудычева,Н.С. Бережная, И.Г. Танцюра // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 4. — С. 37-41. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT tihonovskijma mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT tortikaas mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT kolodijiv mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT stoevpi mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT rudyčevatû mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT berežnaâns mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175 AT tancûraig mikrostrukturaisvojstvavysokoéntropijnyhsplavovsocrfemnniv025c0175icrfe2mnniv025c0175
first_indexed	2025-07-08T08:42:21Z
last_indexed	2025-07-08T08:42:21Z
_version_	1837067552884260864
fulltext	ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2016. №4(104) 37 УДК 620.178.152:669.265.295 МИКРОСТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ СoCrFeMnNiV0,25C0,175 И CrFe2MnNiV0,25C0,175 М.А. Тихоновский, А.С. Тортика, И.В. Колодий, П.И. Стоев, Т.Ю. Рудычева, Н.С. Бережная, И.Г. Танцюра ННЦ «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина E-mail: tikhonovsky@kipt.kharkov.ua; З.И. Колупаева, И.К. Мельников НТУ «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина E-mail: illiamelnikov@gmail.com Исследовано влияние добавок ванадия и углерода на микроструктуру, фазовый состав, параметры решетки и механические свойства высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNiMn и CrFe2MnNi, являющихся твердыми растворами с ГЦК-решеткой. Показано, что легирование указанными элементами приводит к формированию в обоих сплавах двухфазной доэвтектичекой микроструктуры. Эвтектическая составляющая микроструктуры состоит из ГЦК-матрицы и карбида типа Cr7C3. Формирование такой микроструктуры приводит к повышению предела текучести в 2,53 раза при сохранении достаточно высокой пластичности (более 60% при испытаниях на сжатие). Предполагается, что бескобальтовые сплавы на основе CrFe2MnNi могут быть перспективными в качестве радиационно стойких материалов для ядерной энергетики. ВВЕДЕНИЕ В последние годы интенсивно исследуется новый класс металлических материалов – высокоэнтропийные сплавы (ВЭСы), которые обладают рядом уникальных свойств [15] и могут быть использованы в различных областях техники. В частности, есть основания считать, что ВЭСы являются перспективными радиационно стойкими материалами для ядерных реакторов нового поколения и будущих термоядерных реакторов [69]. Согласно [1], многокомпонентность (обычно не менее пяти элементов) и высокое содержание каждого компонента (более 5 ат.%) в этих сплавах приводят к высокой энтропии смешения, благодаря чему в ряде материалов формируются однофазные твердые растворы, которые имеет простую ОЦК- или ГЦК-решетку. Однофазные ВЭСы с ГЦК- решеткой в рекристаллизованном состоянии обладают обычно очень высокой пластичностью, в том числе в области криогенных температур, при относительно низких прочностных характеристиках, в особенности предела текучести. В полной мере это относится к «классическому» эквиатомному пятикомпонентному ГЦК-сплаву CoCrFeNiMn [2, 12, 15]. Для повышения прочностных характеристик ВЭСов используют деформационное упрочнение [10, 11], в том числе низкотемпературное [12], смещение состава сплавов в многофазную область и применение различных термообработок [13, 14], «легирование» ВЭСов элементами, приводящими к формированию интерметаллидных фаз с высокой твердостью (например, введение ванадия в пятикомпонентный сплав CoCrFeNiMn [1517]). При этом практически во всех случаях повышение прочностных характеристик приводит к значительному падению пластичности. Одним из перспективных методов повышения прочности ВЭСов с ГЦК-решеткой может быть введение в сплавы углерода для образования высокопрочных мелкодисперсных карбидов. Однако исследования в этом направлении пока единичны [18, 19]. Целью данной работы было изучение процессов структурообразования и механических свойств пятикомпонентного сплава СoCrFeMnNi и его четырехкомпонентного бескобальтового «аналога» при легировании их углеродом и активным карбидообразущим элементом – ванадием. Выбор бескобальтового сплава CrFe2MnNi обусловлен стремлением создать прототип материала, который может быть заменой известных аустенитных сталей, применяемых в реакторостроении. Для этих целей присутствие кобальта в сплаве не допустимо в связи с его «плохими» ядерными характеристиками, в частности, из-за наработки долгоживущих изотопов в процессе эксплуатации реакторов. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Сплавы состава CoCrFeNiMnV0,25C0,175 и CrFe2NiMnV0,25C0,175 выплавлялись в дуговой печи в среде аргона; чистота исходных металлов составляла не менее 99,9%. Для обеспечения однородности состава и микроструктуры слитки переплавляли 5 раз, переворачивая их при каждом переплаве. Микроструктуру сплавов исследовали в двух состояниях  литом и после гомогенизирующего отжига в среде аргона при 1050 ºС в течение 24 ч. Остальные характеристики определялись только в литом состоянии. Микроструктура сплавов изучалась методами оптической микроскопии (микроскоп Axio Vert.A1 MAT). Подготовка образцов для микроструктурных исследований осуществлялась путем шлифовки на водостойкой абразивной бумаге зернистостью от 300 до 1000 с последующей полировкой на бархате с алмазной пастой, разведенной бензином марки «Калоша». Окончательная полировка проводилась на чистом бархате с бензином. Для выявления mailto:tikhonovsky@kipt.kharkov.ua mailto:illiamelnikov@gmail.com 38 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2016. №4(104) микроструктуры образцы травили в реактиве следующего состава: HNO3 – 1 часть, HF  1 часть, H2O – 1 часть, H2SO4 – несколько капель. Время травления 15…20 с. В последующем проводилась цифровая обработка металлографических изображений с целью количественного структурно- фазового анализа и определения среднего размера структурно-фазовых составляющих. Фазовый состав образцов исследовали методом рентгеновской дифракции. Съемки проводились со шлифа на дифрактометрах ДРОН-2 и ДРОН-4 в медном излучении путем 2  -сканирования. Для отсечения флуоресцентного излучения использовался графитовый кристалл-монохроматор (00l). Механические свойства изучали в условиях деформации одноосным сжатием при комнатной температуре. Образцы для механических испытаний в форме параллелепипедов размерами 2,5х2,5х3,1 мм вырезали на электроискровом станке с последующей притиркой торцов в специальном устройстве на абразивной бумаге зернистостью от 400 до 2000. Испытание на сжатие проводили на универсальной испытательной машине 1958 У-10 при скорости деформации 0,17 мм/мин. После нагрузки до определенной величины образцы разгружались, измерялись их геометрические параметры и на плоскостях, перпендикулярных оси сжатия, измерялась твердость по Виккерсу на универсальном приборе для измерения твердости 2137 ТУ при нагрузке 20 кГ. Затем образцы снова подвергали деформации сжатием и при этом определяли предел текучести и твердость. Такая процедура осуществлялась несколько раз, по результатам измерений строились зависимости твердости и предела текучести от величины предварительной деформации сжатием. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Структура сплавов. В результате металлографических исследований было установлено, что микроструктуры обоих сплавов в литом состоянии практически одинаковы и представляют собой дендриты и мелкодисперсную междендритную эвтектику (рис. 1). Объемная доля дендритов равна 44% для сплава с кобальтом и 40% для сплава без кобальта, размер вторичных ветвей дендритов составляет 20…30 мкм, при этом в сплаве без кобальта он несколько выше. Отжиг образцов при 1050 ºС в течение 24 ч не привел к заметному изменению микроструктуры. Дифрактограммы обоих сплавов также оказались очень близкими (рис. 2). Почти все линии на дифрактограммах принадлежат ГЦК-фазе, которая составляет тело дендритов и матричную фазу эвтектики. Параметр решетки ГЦК-фазы, определенный по положению линии (420), находящейся в прецизионной области углов, для сплава CoCrFeNiMnV0,25C0,175 составил а = (3,612±0,002) Å, а для сплава CrFe2NiMnV0,.25C0,175  а = (3,619±0,002) Å, т. е. несколько выше. а б в Рис. 1. Микроструктуры сплавов CoCrFeNiMnV0,25C0,175 (а) и CrFe2NiMnV0,25C0,175 (б, в) в литом состоянии Такое различие в периоде решетки можно объяснить большим размером атомного радиуса Fe по сравнению с размером атома Co. Отметим, что период ГЦК-решетки в сплаве CoCrFeNiMnV0,25C0,175 оказался выше, чем в сплаве CoCrFeNiMnV0,25, не содержащем углерод ((а = 3,606±0,001) Å [16]), что может свидетельствовать о некоторой растворимости углерода в ГЦК-фазе. Ранее установлено [20, 21], что в аустенитных сталях, которые по составу похожи на исследуемые ВЭСы, параметр ГЦК- решетки увеличивается на 0,0065 Å на каждый растворенный атомный процент углерода. Если предположить, что аналогичное соотношение выполняется для ГЦК-решетки высокоэнтропийного ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2016. №4(104) 39 сплава, то концентрация растворенного углерода в литом состоянии составляет около 1 ат.%. Кроме отражений от ГЦК-фазы на дифрактограммах сплавов присутствуют дополнительные пики, наиболее характерный из которых располагается под углом 2θ ≈ 38,5º (рис. 2). Для идентификации второй фазы, содержащейся в эвтектике, матрица сплава CoCrFeNiMnV0,25C0,175 растворялась в указанной выше смеси. Дифрактограмма осадка, полученного после растворения матричной фазы, представлена на рис. 2,в. 40 60 80 100 120 140 0 2500 5000 в) б) + ( 4 2 0 ) а) * (0 0 8 ) * (1 0 8 ) * (3 0 4 ) * (0 3 9 ) * (0 2 6 ) * (2 0 2 ) + ( 2 2 0 ) 2, deg I, c p s + - ГЦК * - Cr 7 C 3 + ( 1 1 1 ) + ( 2 0 0 ) + ( 3 1 1 ) + ( 2 2 2 ) + ( 4 0 0 ) + ( 3 3 1 ) + ( 4 2 0 ) * (0 1 5 ) * (1 1 5 ) Рис. 2. Дифрактограммы сплавов в литом состоянии: а  CrFe2NiMnV0,25C0,175; б  CoCrFeNiMnV0,25C0,175; в  карбидной фазы, выделенной из сплава Проведенный анализ показал, что второй фазой в междендритной эвтектике является карбид типа Cr7C3, в котором часть хрома замещена другими элементами. Параметры решетки карбида составляют: a = 4,493Å; b = 7,069Å; c = 12,255Å (ромбическая сингония, пространственная группа №62). Отметим, что для «чистого» карбида Cr7C3 указываются следующие параметры ромбической решетки [22]: a = 4,526 Å; b = 7,010 Å; c = 12,142 Å. Механические свойства. Твердость обоих сплавов в литом состоянии оказалась близкой и составила 2400…2500 МПа, что заметно выше, чем в пятикомпонентном CoCrFeNiMn (1440…1480 МПа [16]) и шестикомпонентном CoCrFeNiMnV0,25 (≈ 1510 МПа [16]) сплавах. Испытания на сжатие также показали существенное повышение предела текучести, который составил (667±70) МПа для сплава CoCrFeNiMnV0,25C0,175 и около 600 МПа для сплава CrFe2NiMnV0,25C0,175 по сравнению с 230 МПа для «базового» сплава СoCrFeMnNi [16] и 200 МПа для сплава CoCrFeNiMnV0,25 [16]. Оба исследованных сплава являются пластичными и не разрушаются при сжатии более чем на 60%. Типичные технические и истинные кривые деформации образцов сжатием показаны на рис. 3. Пересчет технических (фактических) кривых деформации в истинные координаты проводился по стандартным формулам для деформации сжатием: true = (1 - ), e = -ln(1 - ), где true  истинное напряжение; e – истинное сжатие;  – фактическое напряжение;  – фактическое сжатие. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2   , G P a 1 а 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 e  tr u e, G P a 2 1 б Рис. 3. Типичные фактические (а) и истинные (б) кривые деформации при одноосном сжатии сплавов: CoCrFeNiMnV0,25C0,175 (кривая 1) и CrFe2NiMnV0,25C0,175 (кривая 2) Зависимости коэффициента деформационного упрочнения dtrue /de от степени истинной деформации e приведены на рис. 4. Как видно, коэффициенты деформационного упрочнения обоих сплавов близки, и их поведение при увеличении степени деформации типично для ГЦК-сплавов [23]. ГЦК а б в 40 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2016. №4(104) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 1 2 3 e d  tr u e d e, G P a 2 1 Рис. 4. Зависимости коэффициента деформационного упрочнения от истинной деформации для сплавов CoCrFeNiMnV0,25C0,175 (кривая 1) и CrFe2NiMnV0,25C0,175 (кривая 2) Влияние степени деформации на условный предел текучести и твердость представлено на рис. 5 (приведены данные по всем испытанным образцам). Видно, что механическое поведение при деформации сжатием обоих сплавов очень похоже. 0 10 20 30 40 50 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4    , G P a  а 0 20 40 60 2 3 4 5  V , G P a , % б Рис. 5. Влияние степени деформации на предел текучести (а) и твердость (б) сплавов, легированных ванадием и углеродом. Кружки  образцы CoCrFeNiMnV0,25C0,175; треугольники  образцы CrFe2NiMnV0,25C0,175 Отметим, что упрочнение на начальной стадии деформации (до 10…15%) достаточно высоко, а затем выходит на квазилинейную зависимость, что согласуется с данными рис. 4. ВЫВОДЫ 1. Микроструктуры исследованных пяти- и четырехкомпонентного сплавов при легировании их ванадием и углеродом практически одинаковы и представляют собой дендриты ГЦК-фазы и междендритное пространство, заполненное мелкодисперсной эвтектикой, образованной ГЦК твердым раствором и карбидом типа Cr7C3. 2. Пределы текучести обоих легированных сплавов оказались близкими и в 2,5–3 раза превышают значения этого параметра для нелегированных сплавов. 3. Легированные сплавы показывают хорошую пластичность при сжатии (не разрушаются при деформации до 60%) и высокую скорость наклепа. Так, предел текучести после деформации сжатием на 45% повышается практически в два раза и составляет около 1200 МПа. 4. Близость микроструктуры, деформационного поведения и свойств изученных сплавов показывает, что наличие кобальта не является обязательным условием достижения высоких механических характеристик и открывает возможности получения высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решеткой, перспективных для использования в ядерной энергетике. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. W. Yeh, S.K. Chen, S.J. Lin, J.Y. Gan, T.S. Chin, T.T. Shun, C.H. Tsau, S.Y. Chang. Nanostructured High-Entropy Alloys with Multiple Principal Elements: Novel Alloy Design Concepts and Outcomes // Advanced Engineering Materials. 2004, v. 6, p. 299- 303. 2. B. Cantor, I.T.H. Chang, P. Knight, A.J.B. Vin- cent. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys // Materials Science and Engineering A. 2004, v. 375-377, p. 213-218. 3. B.S. Murty, J.W. Yeh, S. Ranganathan. High- entropy alloys // Elsevier Science & Technology (Elsevier inc). 2014, 218 p. 4. А.Д. Погребняк, А.А. Багдасарян, И.И. Яку- щенко, В.М. Береснев. Структура и свойства высокоэнтропийных сплавов и нитридных покрытий на их основе // Успехи химии. 2014, т. 83, в. 11, c. 1027-1061. 5. С.А. Фирстов, В.Ф. Горбань, Н.А. Крапивка, Э.П. Печковский. Упрочнение и механические свойства литых высокоэнтропийных сплавов // Композиты и наноструктуры. 2011, №2, c. 5-20. 6. S. Abhaya, R. Rajaraman, S. Kalavathi, C. David, B.K. Panigrahi, G. Amarendra. Effect of dose and post irradiation annealing in Ni implanted high entropy alloy FeCrCoNi using slow positron beam // Journal of Alloys and Compounds. 2016, v. 669, N 5, p. 117-122. 7. Song-qin Xia, Zhen Wang, Teng-fei Yang, Yong Zhang. Irradiation behavior in high entropy alloys // Journal of Iron and Steel Research. 2015, v. 22, issue 10, p. 879-884. 8. T. Egami, W. Guo, P.D. Rack, T. Nagase. Irradiation resistance of multicomponent alloys // Metallurgical and Materials Transactions A. 2014, v. 45, issue 1, p. 180-183. 9. N.A.P. Kiran Kumar, K.J. Leonard, H. Bei, T.S. Byun, Y. Zhang, S.J. Zinkle. Ion irradiation effects on high entropy alloy // Fusion Reactor Program. June 30, DOE/ER-0313/54, v. 54. p. 145-153. http://store.elsevier.com/authorDetails.jsp?authorId=ELS_1168207 http://store.elsevier.com/authorDetails.jsp?authorId=ELS_1168209 http://store.elsevier.com/authorDetails.jsp?authorId=ELS_1029120 http://www.bookdepository.com/publishers/ELSEVIER-SCIENCE-TECHNOLOGY http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816302432 http://www.sciencedirect.com/science/journal/09258388 http://www.sciencedirect.com/science/journal/09258388 http://www.sciencedirect.com/science/journal/09258388/669/supp/C http://link.springer.com/journal/11661/45/1/page/1 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2016. №4(104) 41 10. В.Ф. Горбань, В.А. Назаренко, М.И. Дани- ленко и др. Влияние деформирования на фазовый состав и физико-механические свойства высоко- энтропийных сплавов // Деформация и разрушение материалов. 2013, №9, c. 2-6. 11. Z. Wang, M.C. Gao, S.G. Ma, H.J. Yang, Z.H. Wang, M. Ziomek-Moroz, J.W. Qiao. Effect of cold rolling on the microstructure and mechanical properties of Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25 high-entropy alloy // Materials Science and Engineering: A. 2015, v. 645, N 1, p. 163-169. 12. N. Stepanov, M. Tikhonovsky, N. Yurchenko, D. Zyabkin, M. Klimova, S. Zherebtsov, G. Salishchev, A. Efimov. Effect of cryo-deformation on structure and properties of CoCrFeNiMn high-entropy alloy // Intermetallics. 2015, v. 59, N 4, p. 8-17. 13. T.T. Shun, L.Y. Chang, M.H. Shiu. Age- hardening of CoCrFeNiMo0.85 high-entropy alloy // Materials Characterization. 2013, v. 81, p. 92-96. 14. J.Y. He, H. Wang, H.L. Huang, et al. A precipitation-hardened high-entropy alloy with outstanding tensile properties // Acta Materialia. 2016, v. 102, p. 187-196. 15. G.A. Salishchev, M.A. Tikhonovsky, D.G. Sha- ysultanov, N.D. Stepanov, A.V. Kuznetsov, I.V. Kolo- diy, A.S. Tortika, O.N. Senkov. Effect of Mn and V on structure and mechanical properties of high-entropy alloys based on FeCrCoNi system // Journal of Alloys and Compounds. 2014, N 591, р. 11-21. 16. N.D. Stepanov, D.G. Shaysultanov, G.A. Sali- shchev, M.A. Tikhonovsky, E.E. Oleynik, A.S. Tortika, O.N. Senkov. Effect of V content on microstructure and mechanical properties of the CoCrFeMnNiVx high entropy alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2015, v. 628, N 4, р. 170-185. 17. N.D. Stepanov, D.G. Shaysultanov, G.A. Sali- shchev, M.A. Tikhonovsky, O.N. Senkov. Effect of Annealing on Phase Composition and Microstructure of the CoCrFeNiMnVx (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) High Entropy Alloys // TMS2015 Supplemental Proceedings, 2015, DOI: 10.1002/9781119093466.ch140. 18. Wang Zhi-hui, Qin Xiao-ting, He Ding-yong, Cui Li, Jiang Jian-min, Zhou Zheng. Microstructure of CoCrFeMnNiCx High entropy alloy prepared by plasma cladding // China Surface Engineering. 2014, v. 27, N 4, p. 64-69. 19. Z. Wu, C.M. Parich, H. Bei. Nano-twin mediated plasticity in carbon-containing FeNiCoCrMn high entropy alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2015, v. 647, p. 815-822. 20. D.J. Dyson, B. Holmes. Effect of alloying additions on lattice parameter of austenite // JISI. 1970, v. 208, р. 469-474. 21. C.M. Chu, H. Huang, P.W. Kao, D. Gan. Effect of alloying chemistry on the lattice constant of austenitic Fe-Mn-A1-C alloys // Scripta Metall. 1994, v. 30, р. 505-508. 22. Г.В. Самсонов, И.М. Винницкий. Тугоплавкие соединения. М.: «Металлургия», 1976, 560 с. 23. U.F. Kocks, H. Mecking. Physics and phenomenology of strain hardening: the FCC case // Progress in Materials Science. 2003, v. 48, p. 171-273. Статья поступила в редакцию 13.07.2016 г. МІКРОСТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ СПЛАВІВ СoCrFeMnNiV0,25C0,175 І CrFe2MnNiV0,25C0,175 М.А. Тихоновський, О.С. Тортіка, І.В. Колодій, П.І. Стоєв, Т.Ю. Рудичева, Н.С. Бережна, І.Г. Танцюра, З.І. Колупаєва, І.К. Мельников Досліджено вплив добавок ванадію і вуглецю на мікроструктуру, фазовий склад, параметри решітки та механічні властивості високоентропійних сплавів CoCrFeNiMn і CrFe2MnNi, які представляють собою тверді розчини з ГЦК-граткою. Показано, що легування зазначеними елементами призводять до формування в обох сплавах двофазної доевтектичної мікроструктури. Евтектична складова мікроструктури складається з ГЦК-матриці і карбіду типу Cr7C3. Формування такої мікроструктури призводить до підвищення межі плинності в 2,53 рази при збереженні досить високої пластичності (більше 60% при випробуваннях на стиснення). Передбачається, що безкобальтові сплави на основі CrFe2MnNi можуть бути перспективними в якості радіаційно стійких матеріалів для ядерної енергетики. MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF HIGH ENTHROPY ALLOYS СoCrFeMnNiV0.25C0.175 AND CrFe2MnNiV0.25C0.175 M.A. Tikhonovsky, A.S. Tortika, I.V. Kolodiy, P.I. Stoev, T.Y. Rudycheva, N.S. Berezhnaya, I.G.Tantsjura, Z.I. Kolupaeva, I.K. Melnikov The effect of vanadium and carbon additions on microstructure, phase composition, lattice parameters and mechanical properties of CoCrFeNiMn and CrFe2MnNi high entropy alloys was studied. It is shown that doping of these elements lead to the formation of two-phase hypoeutectic microstructure in both alloys. The eutectic component of microstructure consists of fcc matrix and Cr7C3 type carbide. Formation of such microstructure increases the yield strength in 2.53 times, while ductility maintains at a sufficiently high level (more than 60% during the compression test). It is expected that “non-cobalt” CrFe2MnNi-based alloys can be perspective materials for nuclear power as a radiation-resistant materials. file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm file:///C:/../../../../Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Local%20Settings/Temporary%20Internet%20Files/Content.IE5/Р Р°Р±РѕС‡РёР№%20СЃС‚РѕР»/Р’РРЎ%20Р»РёС‚РµСЂ11.15/Effect%20of%20cold%20rolling%20on%20the%20microstructure%20and%20mechanical%20properties%20of%20Al0.25CoCrFe1.25Ni1.25%20high-entropy%20alloy.htm http://www.sciencedirect.com/science/journal/09215093 http://www.sciencedirect.com/science/journal/09215093/645/supp/C

Микроструктура и свойства высокоэнтропийных сплавов СoCrFeMnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅ И CrFe₂MnNiV₀,₂₅C₀,₁₇₅

Репозитарії

Схожі ресурси