ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ: ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫЕ СПЛАВЫ
DOI:
https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-2(48)-61-68Ключевые слова:
спиннинг, лента, сплав Кантора, структура, свойства, кривая деформацииАннотация
Сформулирована одна из основных задач современного физического материаловедения по разработке и изучению высокоэнтропийных сплавов последнего поколения. Приведен краткий обзор последних публикаций по перспективным направлениям создания и применения высокоэнтропийных сплавов. Определен набор высоких эксплуатационных характеристик высокоэнтропийных сплавов для использования в современных наукоемких отраслях промышленности: износостойкость, прочность и ударная вязкость, химическая, радиационная и коррозионная стойкость, низкая плотность, сверхпластичность и сверхтекучесть, высокая и низкая теплопроводность, диффузионное сопротивление, низкотемпературный коэффициент сопротивления, экологичность и др. Указаны области перспективного применения высокоэнтропийных сплавов в ядерныхреакторах, аэрокосмических двигателях, газо-и нефтепроводах, морских конструкциях, компьютерах и электронных устройствах. Отмечено, что многие высокоэнтропийные сплавы могут быть использованы в продукции двойного назначения. В качестве примера рассмотрено предложение по созданию тонкопленочных высокорезистивных материалов с низким температурным коэффициентом сопротивления методом спиннинга. Получена лента из высокоэнтропийного сплава Кантора неэквиатомного состава и исследованы ее свойства. Высказано и обосновано предположение о дальнейшем развитии высокоэнтропийных сплавов.Библиографические ссылки
Yu C., Dai Z.-W., Jiang J.-Z. High entropy me-tallic glasses: Glass formation, crystallization and properties. Journal of Alloys and Compounds. 2021;866:158852. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158852
Rogachev A.S. Structure, stability, and properties of high-entropy alloys. The physics of metals and metallography. 2020;121(8):733–764. EDN: TYMYVL. https://doi.org/10.1134/S0031918X20080098
Khan M.M., Nemati A., Rahman Z.U., Shah U.H.,Asgar H., Haider W. Recent advancements in bulk metallic glasses and their applications: a review. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2018;43(3):233–268.http://dx.doi.org/10.1080/10408436.2017.1358149
Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. Microstructures and properties of high-entropy alloys. Progress in Materials Science.2014;61:1–93.https://doi.org/10.1016/J.PMATSCI.2013.10.001
Cantor B. Multicomponent and high entropy alloys. Entropy. 2014;16(9):4749–4768.http://dx.doi.org/10.3390/e16094749
Miracle D.B., Senkov O.N. A critical review of high entropy alloys and related concepts. Acta Materialia. 2017;122:448–511.http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2016.08.081
Zhang W., Liaw P.K., Zhang Y. Science and technology in high-entropy alloys. Science China Materials. 2018;61(1):2–22.https://doi.org/10.1007/s40843-017-9195-8
Gorban’ V.F., Krapivka N.A., Firstov S.A. High-entropy alloys –electron concentration –phase composition –lattice parameter-properties. The Physics of Metals and Metallography. 2017;118(10):1017–1029. http://dx.doi.org/10.1134/S0031918X17080051
Ivchenko M.V., Pushin V.G., Wanderka N. High-entropy equiatomic alloys FlCrFeCoNiCu: Hypotheses and experimental facts. TechnicalPhysics. 2014;84:57–69.http://dx.doi.org/10.1134/S1063784214020108
Yeh J.–W. Physical metallurgy of high-entropy alloys. JOM.2015;67(10):2254–2261.https://doi.org/10.1007/s11837-015-1583-5
Tsai M.–H., Yeh J.–W. High-entropy alloys: a critical review. Materials Research Letters. 2014;2(3):107–123. http://dx.doi.org/10.1080/21663831.2014.912690
Alaneme K.K., Bodunrin M.O., Oke S.R. Pro-cessing, alloy composition and phase transition effect on the mechanical and corrosion properties of high entropy alloys: a review. Journal of Materials Research and Technology. 2016;5(4):384–393. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2016.03.004
Murty B.S., Yeh J.W., Ranganathan S., Bhattacharjee P.P. High-Entropy Alloys. Second edition. Amsterdam: Elsevier. 2019:374. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-816067-1.00006-0
Zhang Y. High-Entropy Materials. A brief intro-duction. Singapore: Springer Nature. 2019:159. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-13-8526-1
Gromov V.E., Konovalov S.V., Ivanov Yu.F., Osintsev K.A. Structure and properties of High entropy alloys. Springer: Advanced structure ma-terials. 2021;107:110.http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-78364-8
Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Osintsev K.A., Shlyarova Yu.A., Panchenko I.A. High entropy alloys: Structure and properties. Moscow: RuScience. 2022;202. EDN: XMPWTH.
Jo Y.H., Doh K.–Y., Kim D.G., Lee K., Kim D.W., Sung H., Sohn S.S., Lee D., Kim H.S., Lee B.-J., Lee S.Cryogenic-temperature fracture toughness analysis of non-equiatomic V10Cr10Fe45Co20Ni15 high-entropy alloy. Journal of Alloys and Com-pounds. 2019;809:151864.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.151864
Zhao R.–F., Ren B., Zhang G. –P., Liu Z.–X., Cai B., Zhang J.–J. CoCrxCuFeMnNi high-entropy alloy powders with superior soft magnet-ic properties. Journal of Magnetism and Magnet-ic Materials.2019;491:165574.https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.165574
Tian F., Zhao H., Wang Y., Chen N. Investigating effect of ordering onmagneticelastic property of FeNiCoCr medium-entropy alloy. Scripta Materi-alia.2019;166:164–167. 236.http://dx.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.03.023
Zuo T., Gao M.C., Ouyang L., Yang X., Cheng Y., Feng R., Chen S., Liaw P.K., Hawk J.A., Zhang Y. Tailoring magnetic behavior of CoFeMnNiX (X 1/4 Al, Cr, Ga, and Sn) high entropy alloys by metal doping. Acta Materialia. 2017;130:10–18. http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2017.03.013
Mishra R.K., Shahi R. A systematic approach for enhancing magnetic properties of CoCrFeNiTi-based high entropy alloys via stoichiometric vari-ation and annealing. Journal of Alloys and Com-pounds. 2020;821:153534.http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153534
Kalpajians S., Schmid S. Manufacturing Engi-neering and technology. Singapore: Prentice Hall. 2006:1299.
Yeh J.W. Recent progress in high entropy alloys. Annales De Chimie –Science. 2006;31:633–648. http://dx.doi.org/10.3166/acsm.31.633-648
Lin R.Ch., Lee T.H., Wu D.H., Li Y.Ch., Study of thin film resistors prepared using NiCrSiLeTa High entropy alloys. Advanced in material sci-ence and engineering. 2015;2015:1–7. https://doi.org/10.1155/2015/847191
Chen Yu., Dai Z.-W., Jiang, J.-Z. High metallic glasses: glass formation crystallization and prop-erties. Journal of Alloys and Compounds. 2021;866:158852.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158852
Zhang M., Gong P., Li N., ZhengG., Deng L., Jin J., Li Q., Wang X. Oxidation behavior of a Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ni16.7Be16.7 high-entropy bulk metallic glass. Materials Letters. 2019;236:135–138.http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2018.10.056
Gong P., Li F., Deng L., Wang X., Jin J. Research on nano-scratching behavior of TiZrHf-BeCu(Ni) high entropy bulk metallic glasses. Journal of Alloys and Compounds. 2020;817:153240. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153240
Gong P., Li F., Deng L., Wang X., Jin J. Dynamic mechanical relaxation behavior of Zr35Hf17.5Ti5.5Al12.5Co7.5Ni12Cu10 high en-tropy bulk metallic glass. Journal of Materials Science & Technology. 2021;83:248–255. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153240
Li M., Guan H., Yang S., Ma X., Li Q. Minor Cr alloyed Fe–Co–Ni–P–B high entropy bulk metallic glass with excellent mechanical properties. Materials Science and Engineering: A. 2021;805:140542. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140542
Li M., Guan H., Yang S., Ma X., Li Q. Fe-based metallic glass reinforced FeCoCrNiMn high en-tropy alloy through selective laser melting. Jour-nal of Alloys and Compounds. 2020;822:153695. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140542
Pang C.M., Yuana C.C., Chena L., Xua H., Guoa K., Hea J.C., Lia Y., Weia M.S., Wang X.M., HuoJ.T., Shen B.L.Effect of Yttrium addition on magnetocaloric properties of Gd‒Co‒Al‒Ho high entropy metallic glasses. Journal of Non-Crystalline Solids. 2020;549:120354. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120354
Zhao Y., Zhao P., Li W., Kou S., Jiang J., Mao X.,Yang Z. The microalloying effect of Ce on the mechanical properties of medium entropy bulk metallic glass composites. Crystals.2019;9(9):483. https://doi.org/10.3390/cryst9090483
Yang Y., Liu C.T. Size effect on stability of shear-band propagation in bulk metallic glasses: an overview. Journal of Materials Science. 2012;47(1):55–67. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-011-5915-8
Rashidi R.M., Malekan M., Gholamipour R. Crystallization kinetics of Cu47Zr47Al6 and (Cu47Zr47Al6)99Sn1 bulk metallic glasses. Jour-nal of Non-Crystalline Solids. 2018;498:272–280. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.06.042
Shao L., Xue L., Wang Q., Ma K., Huang J., Shen B. Effects of Si addition on glass-forming ability and crystallization behavior of DyCoAl bulk metallic glass. Journal of Alloys and Com-pounds. 2021;874:159964.http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159964
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Юрий Федорович Иванов, Александр Петрович Семин, Виктор Евгеньевич Громов, Сергей Владимирович Боровский, Алексей Борисович Юрьев, Сергей Сергеевич Миненко
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
