СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГОСПЛАВА AlCrFeCoNi, ОБЛУЧЕННОГО ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ

Авторы

  • Людмила Петровна Бащенко Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0003-1878-909X
  • Михаил Олегович Ефимов Сибирский государственный индустриальный университет
  • Юлия Андреевна Шлярова Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0001-5677-1427
  • Виктор Евгеньевич Громов https://orcid.org/0000-0002-5147-5343
  • Сергей Валерьевич Коновалов Сибирский государственный индустриальный университет; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева https://orcid.org/0000-0003-4809-8660

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-4(50)-129-136

Ключевые слова:

высокоэнтропийный сплав, электронный пучок, облучение, структура, свойства, фазовый состав

Аннотация

Методом проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM) изготовлены объемные образцы высокоэнтропийного сплава нестехиометрического состава. В работе методами современного физического материаловедения выполнен анализ элементного и фазового составов, дефектной субструктуры и трибологических свойств поверхностного слоя ВЭС, сформированного в результате облучения импульсным электронным пучком с разной плотностью энергии пучка электронов (10 –30 Дж/см2) в среде аргона. Показано, что облучение не зависит от плотности энергии пучка электронов и приводит к фрагментации поверхности сеткой микротрещин, что свидетельствует о повышенной хрупкости исследуемого сплава. Отмечена гомогенизация сплава и формирование субмикро-и нанокристаллической структуры. Толщина модифицированного слоя увеличивается от 0,8 до 20 мкм при увеличении плотности энергии пучка электронов от 10 до 30 Дж/см2. Установлена корреляция изменения нанотвердости и модуля упругости с результатами по измерению микротвердости. Коррелированное уменьшение микро-и нанотвердости и модуля Юнга свидетельствует о релаксации внутренних полей напряжений, сформированных при изготовлении сплава. Обработка электронным пучком незначительно влияет на трибологические свойства, но значительно увеличивает прочность и пластичность материала. Наибольшее значение предела прочности на сжатие 2179 МПа получено в сплаве, обработанном электронным пучком с плотностью энергии 30 Дж/см2. Условный предел текучести на сжатие при этом составил 522 МПа, а модуль Юнга 257 ГПа.

Биографии авторов

Людмила Петровна Бащенко, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., доцент кафедры теплоэнергетики и экологии

Михаил Олегович Ефимов, Сибирский государственный индустриальный университет

соискатель кафедры естественнонаучных дисциплин им. В.М. Финкеля

Юлия Андреевна Шлярова, Сибирский государственный индустриальный университет

научный сотрудник лаборатории электронной микроскопии и обработки изображений

Виктор Евгеньевич Громов

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля

Сергей Валерьевич Коновалов, Сибирский государственный индустриальный университет; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

д.т.н., профессор, проректор по научной и инновационной деятельности; профессор кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения

Библиографические ссылки

Structure and properties of high-entropy alloys. Advanced structured materials. Vol. 107 / V.Е. Gromov,S.V. Konovalov, Yu.F. Ivanov, K.A. Osintsev. Springer;2021:110.

Рогачев А.С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов. Фи-зика металлов и металловедение. 2020;121(8):807–841. https://doi.org/10.31857/S0015323020080094. EDN: REFBUL.

Yeh J.-W., Chen S.-K., Lin S.-J., Gan J.-Y., Chin T.-S., Shun T.-T., Tsau C.-H., Chang S.-Y. Nanostructured high-entropy alloys with multipleprincipal elements: Novel alloy design concepts and outcomes. Advanced Engineering Materials. 2004;6(5):299–303.https://doi.org/10.1002/adem.200300567

Zhang Y., Zuo T.T., Tang Z., Gao M.C., Dah-men 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;16:4749–4768.https://doi.org/10.3390/e16094749

Miracle D.B., Senkov O.N. A critical review of high entropy alloys and related concepts. Acta Mater. 2017;122:448–511.https://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

Murty B.S., Yeh J.W., Ranganathan S., Bhattacharjee P.P. High-Entropy Alloys. Sec-ond edition. Amsterdam: Elsevier, 2019:374.

Zhang Y. High-Entropy Materials: A brief in-troduction. Singapore: Springer Nature, 2019:159. https://doi.org/10.1007/978-981-13-8526-1

Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Zagulyaev D.V., Konovalov S.V., Rubannikova Yu.A., Semin A.P. Prospects for the application of surface treatment of alloys by electron beams in state of the art technologies. Progress in Physics of metals. 2020;21(3):345–362.https://doi.org/10.15407/ufm.21.03.345

Громов В.Е., Коновалов С.В., Иванов Ю.Ф., Осинцев К.А., Шлярова Ю.А., Семин А.П. Структура и свойства высокоэнтропийных сплавов. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ, 2022:230.

Gromov V.E., Konovalov S.V., Ivanov Yu.F., Shliarova Yu.A., Vorobyov S.V., Semin A.P. Structure and properties of CrMnFeCoNi high-entropy alloy irradiated with a pulsed electron beam. Journal of Materials Research and Technology.2022;19:4258–4269.https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.06.108

Osintsev K.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Konovalov S.V., Panchenko I.A., Vorobyov S.V. Evolution of structure in AlCoCrFeNi high-entropy alloy irradiated by pulsed electron beam. Metals.2021;11(8):1228.https://doi.org/10.3390/met11081228R

Загрузки

Опубликован

25.12.2024

Как цитировать

Бащенко, Л. П. ., Ефимов, М. О. ., Шлярова, Ю. А. ., Громов, В. Е. ., & Коновалов, С. В. . (2024). СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГОСПЛАВА AlCrFeCoNi, ОБЛУЧЕННОГО ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(4), 129–136. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-4(50)-129-136

Выпуск

Раздел

Металлургия и материаловедение

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 4 > >>