CoCrFeNi se yon alyaj ki byen etidye fas-santre kib (fcc) segondè-entropi (HEA) ak duktilite ekselan men fòs limite. Konsantre etid sa a se sou amelyore balans fòs ak duktilite HEA sa yo lè yo ajoute diferan kantite SiC lè l sèvi avèk metòd k ap fonn arc. Li te etabli ke prezans nan chromium nan baz HEA lakòz dekonpozisyon nan SiC pandan k ap fonn. Se konsa, entèraksyon an nan kabòn gratis ak CHROMIUM mennen nan fòmasyon an in situ nan karbid CHROMIUM, pandan y ap Silisyòm gratis rete nan solisyon nan baz HEA a ak / oswa kominike ak eleman yo ki fè moute HEA nan baz yo fòme silisid. Kòm kontni an SiC ogmante, faz mikwostrikti a chanje nan sekans sa a: fcc → fcc + eutektik → fcc + flak carbure chromium → fcc + flak carbure chromium + silicide → fcc + flak carbure chromium + silicide + boul grafit / flak grafit. Composites ki kapab lakòz yo montre yon pakèt pwopriyete mekanik (fòs sede soti nan 277 MPa nan plis pase 60% elongasyon a 2522 MPa nan 6% elongasyon) konpare ak alyaj konvansyonèl ak alyaj segondè entropi. Gen kèk nan konpoze yo entropi segondè devlope montre yon konbinezon ekselan nan pwopriyete mekanik (fòs sede 1200 MPa, elongasyon 37%) ak okipe rejyon deja irealizabl sou dyagram nan pwodiksyon estrès-elongasyon. Anplis elongasyon remakab, dite a ak fòs sede nan konpoze HEA yo nan menm seri a kòm en linèt metalik. Se poutèt sa, yo kwè ke devlopman nan konpoze wo-entropi ka ede reyalize yon konbinezon ekselan nan pwopriyete mekanik pou aplikasyon estriktirèl avanse.
Devlopman alyaj entropi segondè se yon nouvo konsèp pwomèt nan metaliji1,2. Segondè entropi alyaj (HEA) yo te montre nan yon kantite ka yon konbinezon ekselan nan pwopriyete fizik ak mekanik, ki gen ladan gwo estabilite tèmik3,4 elongation superplastik5,6 rezistans fatig7,8 rezistans korozyon9,10,11, rezistans mete ekselan12,13,14 ,15 ak pwopriyete tribolojik15 ,16,17 menm nan tanperati ki wo18,19,20,21,22 ak pwopriyete mekanik nan tanperati ki ba23,24,25. Konbinezon ekselan nan pwopriyete mekanik nan HEA anjeneral atribiye a kat efè prensipal, sètadi segondè entropi konfigirasyon26, fò distorsion lasi27, difizyon dousman28 ak efè bwason29. Anjeneral, HEA yo klase kòm kalite FCC, BCC ak HCP. FCC HEA tipikman gen eleman tranzisyon tankou Co, Cr, Fe, Ni ak Mn epi li montre ekselan duktilite (menm nan tanperati ki ba 25) men fòs ki ba. BCC HEA anjeneral konpoze de eleman dansite segondè tankou W, Mo, Nb, Ta, Ti ak V epi li gen fòs trè wo men duktilite ki ba ak fòs espesifik ki ba30.
Modifikasyon mikwostriktirèl HEA ki baze sou D ', pwosesis thermomechanical ak adisyon nan eleman yo te envestige pou jwenn konbinezon ki pi bon nan pwopriyete mekanik. CoCrFeMnNi FCC HEA sibi deformation plastik grav pa torsion wo-presyon, ki mennen nan yon ogmantasyon siyifikatif nan dite (520 HV) ak fòs (1950 MPa), men devlopman nan yon mikwostrikti nanokristalin (~ 50 nm) fè alyaj la frajil31. . Li te jwenn ke enkòporasyon nan duktilite jimo (TWIP) ak transfòmasyon pwovoke plastisit (TRIP) nan CoCrFeMnNi HEAs konfere bon travay hardenability ki lakòz gwo duktilite rupture, byenke nan depans lan nan valè aktyèl fòs rupture. Anba a (1124 MPa) 32. Fòmasyon yon mikwostrikti kouch (ki fòme ak yon kouch mens defòme ak yon nwayo ki pa defòme) nan CoCrFeMnNi HEA lè l sèvi avèk piki peening te lakòz yon ogmantasyon nan fòs, men amelyorasyon sa a te limite a apeprè 700 MPa33. Nan rechèch nan materyèl ak konbinezon ki pi bon nan fòs ak duktilite, devlopman nan HEAs multifaz ak HEA eutektik lè l sèvi avèk adisyon nan eleman ki pa izoatomik yo te envestige tou34,35,36,37,38,39,40,41. Vreman vre, li te jwenn ke yon distribisyon pi rafine nan faz difisil ak mou nan alyaj eutektik wo-entropi ka mennen nan yon konbinezon relativman pi bon nan fòs ak duktilite35,38,42,43.
Sistèm CoCrFeNi a se yon alyaj wo-entropi FCC yon sèl-faz lajman etidye. Sistèm sa a montre pwopriyete redi travay rapid44 ak ekselan duktilite45,46 nan tou de tanperati ki ba ak segondè. Yo te fè plizyè tantativ pou amelyore fòs relativman ba li (~300 MPa)47,48 ki gen ladan rafineman grenn jaden25, mikwostrikti eterojèn49, presipitasyon50,51,52 ak plastisit transfòmasyon (TRIP)53. Rafineman grenn nan jete fas-santre kib HEA CoCrFeNi pa desen frèt anba kondisyon grav ogmante fòs la soti nan apeprè 300 MPa47.48 a 1.2 GPa25, men diminye pèt la nan duktilite soti nan plis pase 60% a 12.6%. Anplis de sa nan Al nan HEA nan CoCrFeNi te lakòz fòmasyon nan yon mikrostruktur eterojèn, ki te ogmante fòs sede li yo a 786 MPa ak elongasyon relatif li yo nan apeprè 22%49. CoCrFeNi HEA te ajoute ak Ti ak Al pou fòme presipite, kidonk fòme presipitasyon ranfòse, ogmante fòs sede li a 645 MPa ak elongasyon a 39%51. Mekanis TRIP (fas ki santre kib → hexahedral martensitic transfòmasyon) ak marasa ogmante fòs rupture CoCrFeNi HEA a 841 MPa ak elongasyon nan repo a 76%53.
Yo te fè tantativ tou pou ajoute ranfòsman seramik nan matris kib ki santre figi HEA pou devlope konpoze segondè entropi ki ka montre yon pi bon konbinezon fòs ak duktilite. Konpoze ki gen gwo entropi yo te trete pa vakyòm ark k ap fonn44, alyaj mekanik45,46,47,48,52,53, sintering plasma etensèl46,51,52, vakyòm cho peze45, cho izostatik peze47,48 ak devlopman nan pwosesis fabrikasyon aditif43, 50. Karbid, oksid ak nitrur tankou WC44, 45, 46, Al2O347, SiC48, TiC43, 49, TiN50 ak Y2O351 yo te itilize kòm ranfòsman seramik nan devlopman nan konpoze HEA. Chwazi bon matris HEA ak seramik enpòtan sitou lè w ap desine ak devlope yon konpoze HEA ki solid ak dirab. Nan travay sa a, CoCrFeNi te chwazi kòm materyèl matris la. Yo te ajoute plizyè kantite SiC nan CoCrFeNi HEA epi yo te etidye efè yo sou mikrostruktur, konpozisyon faz, ak pwopriyete mekanik.
High-pite metal Co, Cr, Fe, ak Ni (99.95 wt%) ak SiC poud (pite 99%, gwosè -400 may) nan fòm lan nan patikil elemantè yo te itilize kòm matyè premyè pou kreyasyon an konpoze HEA. Konpozisyon izoatomik CoCrFeNi HEA a te premye plase nan yon mwazi an kwiv ki refwadi dlo emisferik, ak Lè sa a, chanm lan te evakye a 3·10-5 mbar. Se gwo pite gaz Agon prezante pou reyalize vakyòm ki nesesè pou fonn arc ak elektwòd tengstèn ki pa konsome. Lengote ki kapab lakòz yo ranvèse ak refonn senk fwa pou asire bon omojèn. Konpoze segondè-entropi nan divès konpozisyon yo te prepare lè yo ajoute yon sèten kantite SiC nan bouton CoCrFeNi ekyatomik ki kapab lakòz yo, ki te re-omojènize pa senk-pliye envèrsyon ak remelting nan chak ka. Bouton moule ki soti nan konpoze ki lakòz la te koupe lè l sèvi avèk EDM pou plis tès ak karakterizasyon. Yo te prepare echantiyon pou etid mikwostriktirèl dapre metòd metalografik estanda. Premyèman, echantiyon yo te egzamine lè l sèvi avèk yon mikwoskòp limyè (Leica Microscope DM6M) ak lojisyèl Leica Imaj Analiz (LAS Phase Expert) pou analiz faz quantitative. Twa imaj yo te pran nan diferan zòn ak yon zòn total sou 27,000 µm2 yo te chwazi pou analiz faz. Plis etid detaye mikwostriktirèl, ki gen ladan analiz konpozisyon chimik ak analiz distribisyon eleman, yo te fèt sou yon mikwoskòp elektwon optik (JEOL JSM-6490LA) ekipe ak yon sistèm analiz espektroskopi dispèsyon enèji (EDS). Karakterizasyon estrikti kristal konpoze HEA a te fèt lè l sèvi avèk yon sistèm difraksyon radyografi (Bruker D2 faz shifter) lè l sèvi avèk yon sous CuKα ak yon gwosè etap nan 0.04 °. Efè chanjman mikwostriktirèl sou pwopriyete mekanik HEA konpoze yo te etidye lè l sèvi avèk tès microhardness Vickers ak tès konpresyon. Pou tès dite a, yo aplike yon chaj 500 N pou 15 s lè l sèvi avèk omwen 10 endentasyon pou chak echantiyon. Tès konpresyon nan konpoze HEA nan tanperati chanm yo te pote soti sou espesimèn rektangilè (7 mm × 3 mm × 3 mm) sou yon machin tès inivèsèl Shimadzu 50KN (UTM) nan yon pousantaj inisyal souch nan 0.001 / s.
Konpoze anwo nan syèl la entropi, yo refere yo kòm echantiyon S-1 a S-6, yo te prepare lè yo ajoute 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, ak 17% SiC (tout pa pwa%) nan yon matris CoCrFeNi. . respektivman. Echantiyon referans ki pa te ajoute SiC a ap refere kòm echantiyon S-0. Mikrograf optik nan konpoze HEA yo devlope yo montre nan Fig. 1, kote, akòz adisyon divès kalite, mikwostrikti yon sèl-faz nan CoCrFeNi HEA a te transfòme nan yon mikwostrikti ki fòme ak anpil faz ak mòfoloji diferan, gwosè, ak distribisyon. Kantite SiC nan konpozisyon an. Yo te detèmine kantite lajan chak faz nan analiz imaj lè l sèvi avèk lojisyèl LAS Phase Expert. Ankadreman nan Figi 1 (anwo adwat) montre yon egzanp zòn pou analiz sa a, ansanm ak fraksyon nan zòn pou chak eleman faz.
Mikrograf optik konpoze ki gen gwo antropi yo devlope: (a) C-1, (b) C-2, (c) C-3, (d) C-4, (e) C-5 ak (f) C- 6. Ankadreman an montre yon egzanp rezilta analiz faz imaj ki baze sou kontras lè l sèvi avèk lojisyèl LAS Phase Expert.
Jan yo montre nan fig. 1a, yon mikwostrikti eutektik ki te fòme ant volim matris nan konpoze C-1 a, kote kantite faz matris la ak eutektik estime kòm 87.9 ± 0.47% ak 12.1% ± 0.51%, respektivman. Nan konpoze (C-2) yo montre nan Fig. 1b, pa gen okenn siy nan yon reyaksyon eutektik pandan solidifikasyon, epi yo obsève yon mikwostrikti konplètman diferan de sa yo ki nan konpoze C-1 la. Mikwostrikti konpoze C-2 a relativman amann epi li konsiste de plak mens (karbid) inifòm distribye nan faz matris la (fcc). Fraksyon volim matris la ak carbure yo estime a 72 ± 1.69% ak 28 ± 1.69%, respektivman. Anplis de matris la ak carbure, yo te jwenn yon nouvo faz (silisid) nan konpoze C-3 a, jan yo montre nan Fig. 1c, kote fraksyon volim nan faz silikid, carbure ak matris sa yo estime a apeprè 26.5% ±. 0.41%, 25.9 ± 0.53, ak 47.6 ± 0.34, respektivman. Yon lòt nouvo faz (grafit) te tou obsève nan mikrostruktur nan konpoze C-4 la; yon total de kat faz te idantifye. Faz grafit la gen yon fòm globilè diferan ak kontras nwa nan imaj optik epi li prezan sèlman nan ti kantite (estime fraksyon volim se sèlman apeprè 0.6 ± 0.30%). Nan konpoze C-5 ak C-6, sèlman twa faz yo te idantifye, ak fè nwa kontras faz grafit nan konpoze sa yo parèt nan fòm lan nan flak. Konpare ak flak grafit yo nan Composite S-5, flak yo grafit nan Composite S-6 yo pi laj, pi kout, ak pi regilye. Yo te obsève yon ogmantasyon korespondan nan kontni grafit tou soti nan 14.9 ± 0.85% nan konpoze C-5 a apeprè 17.4 ± 0.55% nan konpoze C-6 la.
Pou plis envestige detay mikwostrikti ak konpozisyon chimik chak faz nan konpoze HEA a, echantiyon yo te egzamine lè l sèvi avèk SEM, epi yo te fè analiz pwen EMF ak kat chimik tou. Rezilta yo pou konpoze C-1 yo montre nan fig. 2, kote prezans nan melanj eutektik separe rejyon yo nan faz prensipal matris la klèman wè. Kat chimik konpoze C-1 montre nan Fig. 2c, kote yo ka wè ke Co, Fe, Ni, ak Si yo distribye inifòm nan faz matris la. Sepandan, yo te jwenn yon ti kantite Cr nan faz matris la konpare ak lòt eleman nan HEA baz la, ki sijere ke Cr difize soti nan matris la. Konpozisyon faz eutektik blan nan imaj SEM a rich nan chromium ak kabòn, ki endike ke li se carbure chromium. Absans nan patikil SiC disrè nan mikrostruktur la, konbine avèk kontni an obsève ki ba nan CHROMIUM nan matris la ak prezans nan melanj eutektik ki gen faz CHROMIUM ki rich, endike dekonpozisyon konplè SiC pandan k ap fonn. Kòm yon rezilta nan dekonpozisyon nan SiC, Silisyòm fonn nan faz nan matris, ak kabòn gratis reyaji ak CHROMIUM yo fòme karbid CHROMIUM. Kòm ka wè, sèlman kabòn te kalitatif detèmine pa metòd la EMF, ak fòmasyon an faz te konfime pa idantifikasyon an nan pik karakteristik carbure nan modèl yo diffraction X-ray.
(a) SEM imaj echantiyon S-1, (b) imaj elaji, (c) kat eleman, (d) rezilta EMF nan kote ki endike yo.
Analiz la nan konpoze C-2 yo montre nan fig. 3. Menm jan ak aparans nan mikwoskospi optik, egzamen SEM te revele yon estrikti amann ki konpoze de sèlman de faz, ak prezans nan yon faz lamellar mens respire distribye nan tout estrikti a. faz matris, epi pa gen faz eutektik. Distribisyon eleman ak analiz pwen EMF nan faz lamèl la revele yon kontni relativman wo nan Cr (jòn) ak C (vèt) nan faz sa a, ki ankò endike dekonpozisyon SiC pandan k ap fonn ak entèraksyon kabòn ki lage a ak efè chromium. . Matris VEA a fòme yon faz carbure lamellar. Distribisyon eleman ak analiz pwen nan faz matris la te montre ke pi fò nan cobalt, fè, nikèl ak Silisyòm yo prezan nan faz matris la.
(a) SEM imaj echantiyon S-2, (b) imaj elaji, (c) kat eleman, (d) rezilta EMF nan kote ki endike yo.
Etid SEM nan C-3 konpoze devwale prezans nan nouvo faz anplis faz carbure ak matris yo. Kat elemantè (Fig. 4c) ak analiz pwen EMF (Fig. 4d) montre ke nouvo faz la rich nan nikèl, cobalt, ak Silisyòm.
(a) SEM imaj echantiyon S-3, (b) imaj elaji, (c) kat eleman, (d) rezilta EMF nan kote ki endike yo.
Rezilta analiz SEM ak EMF nan konpoze C-4 yo montre nan Fig. 5. Anplis twa faz yo obsève nan konpoze C-3, yo te jwenn prezans nodul grafit tou. Fraksyon volim faz Silisyòm ki rich tou pi wo pase konpoze C-3 la.
(a) SEM imaj echantiyon S-4, (b) imaj elaji, (c) kat eleman, (d) rezilta EMF nan kote ki endike yo.
Rezilta yo nan SEM ak EMF spectre nan konpoze S-5 ak S-6 yo montre nan Figi 1 ak 2. 6 ak 7, respektivman. Anplis de yon ti kantite esfè, yo te obsève prezans flak grafit tou. Tou de kantite flak grafit ak fraksyon volim nan faz ki gen Silisyòm nan konpoze C-6 la pi gran pase nan konpoze C-5 la.
(a) SEM imaj echantiyon C-5, (b) gade elaji, (c) kat elemantè, (d) rezilta EMF nan kote yo endike yo.
(a) SEM imaj echantiyon S-6, (b) imaj elaji, (c) kat eleman, (d) rezilta EMF nan kote ki endike yo.
Te karakterizasyon estrikti kristal nan konpoze HEA tou fèt lè l sèvi avèk mezi XRD. Rezilta a montre nan Figi 8. Nan modèl diffraction baz WEA (S-0), se sèlman pik ki koresponn ak faz fcc la vizib. Modèl diffraction X-ray nan konpoze C-1, C-2, ak C-3 revele prezans nan pik adisyonèl ki koresponn ak carbure chromium (Cr7C3), ak entansite yo te pi ba pou echantiyon C-3 ak C-4, ki endike sa tou ak done EMF pou echantiyon sa yo. Yo te obsève pik ki koresponn ak silisid Co/Ni pou echantiyon S-3 ak S-4, ankò ki konsistan avèk rezilta kat EDS yo montre nan Figi 2 ak 3. Jan yo montre nan Figi 3 ak Figi 4. Yo te obsève pik 5 ak S-6. ki koresponn ak grafit.
Tou de karakteristik mikwostriktirèl ak kristalografik nan konpoze yo devlope endike dekonpozisyon nan SiC la te ajoute. Sa a se akòz prezans nan chromium nan matris la VEA. Chromium gen yon afinite trè fò pou kabòn 54.55 epi li reyaji ak kabòn gratis pou fòme karbid, jan sa endike nan diminisyon an obsève nan kontni an Kwòm nan matris la. Si pase nan faz fcc akòz disosyasyon SiC56. Kidonk, yon ogmantasyon nan adisyon SiC nan baz HEA te mennen nan yon ogmantasyon nan kantite faz carbure ak kantite Si gratis nan mikrostruktur la. Li te jwenn ke Si adisyonèl sa a depoze nan matris la nan konsantrasyon ki ba (nan konpoze S-1 ak S-2), pandan y ap nan pi wo konsantrasyon (konpoze S-3 a S-6) li rezilta nan depo cobalt adisyonèl /. silisid nikèl. Entalpi estanda nan fòmasyon nan Co ak Ni silicid, ki te jwenn pa sentèz dirèk kalorimetri segondè-tanperati, se -37.9 ± 2.0, -49.3 ± 1.3, -34.9 ± 1.1 kJ mol -1 pou Co2Si, CoSi ak CoSi2, respektivman, pandan y ap sa yo. valè yo se - 50.6 ± 1.7 ak - 45.1 ± 1.4 kJ mol-157 pou Ni2Si ak Ni5Si2, respektivman. Valè sa yo pi ba pase chalè nan fòmasyon nan SiC, ki endike ke disosyasyon nan SiC ki mennen nan fòmasyon nan Co / Ni silicid se enèjik favorab. Nan tou de S-5 ak S-6 konpoze, plis Silisyòm gratis te prezan, ki te absòbe pi lwen pase fòmasyon nan silisid. Yo jwenn Silisyòm gratis sa a pou kontribye nan grafitizasyon yo obsève nan asye konvansyonèl yo58.
Pwopriyete mekanik devlope konpoze seramik ranfòse ki baze sou HEA yo envestige pa tès konpresyon ak tès dite. Koub estrès-souch nan konpoze yo devlope yo montre nan Fig. 9a, ak nan Fig. 9b montre yon dispèsyon ant fòs espesifik pwodiksyon, fòs sede, dite, ak elongasyon nan konpoze yo devlope.
(a) koub konpresyon konpresyon ak (b) dispèsyon ki montre espesifik estrès sede, fòs sede, dite ak elongasyon. Remake byen ke yo montre sèlman espesimèn S-0 a S-4, kòm espesimèn S-5 ak S-6 gen gwo domaj depoze.
Jan yo wè nan fig. 9, fòs sede a ogmante de 136 MPa pou baz VES (C-0) a 2522 MPa pou konpoze C-4 la. Konpare ak WPP debaz la, konpoze S-2 a te montre yon elongasyon trè bon nan echèk nan apeprè 37%, epi tou li te montre siyifikativman pi wo valè fòs sede (1200 MPa). Konbinezon ekselan nan fòs ak duktilite nan konpoze sa a se akòz amelyorasyon nan mikrostruktur an jeneral, ki gen ladan distribisyon an inifòm nan lamèl carbure amann nan tout mikrostruktur la, ki espere anpeche mouvman debwatman. Fòs sede C-3 ak C-4 konpoze yo se 1925 MPa ak 2522 MPa, respektivman. Fòs segondè sede sa yo ka eksplike pa fraksyon volim segondè nan carbure simante ak faz silisid. Sepandan, prezans nan faz sa yo tou a nan yon elongasyon nan kraze nan sèlman 7%. Koub estrès-souch nan konpoze baz CoCrFeNi HEA (S-0) ak S-1 yo konvèks, ki endike aktivasyon nan efè a marasa oswa TRIP59,60. Konpare ak echantiyon S-1, koub estrès-souch echantiyon S-2 a gen yon fòm konkav nan yon souch apeprè 10.20%, ki vle di ke glise nòmal debwatman an se mòd deformation prensipal echantiyon an nan eta sa a defòme60,61. . Sepandan, pousantaj redi nan echantiyon sa a rete wo sou yon seri gwo souch, ak nan tansyon ki pi wo yon tranzisyon nan konvèks se vizib tou (byenke li pa ka regle ke sa a se akòz echèk nan charj konpresiv lubrifyan). ). Konpoze C-3 ak C-4 gen sèlman plastisit limite akòz prezans nan pi wo fraksyon volim nan carbure ak silisid nan mikrostruktur la. Tès konpresyon nan echantiyon nan konpoze C-5 ak C-6 pa te pote soti akòz domaj Distribisyon enpòtan sou echantiyon sa yo nan konpoze (gade Fig. 10).
Stereomicrographs nan defo depoze (ki endike pa flèch wouj) nan echantiyon nan konpoze C-5 ak C-6.
Rezilta yo nan mezire dite nan konpoze VEA yo montre nan Fig. 9b. Baz WEA a gen yon dite nan 130±5 HV, ak echantiyon S-1, S-2, S-3 ak S-4 gen valè dite nan 250±10 HV, 275±10 HV, 570±20 HV ak 755±20 HV. Ogmantasyon nan dite te an bon akò ak chanjman nan fòs sede yo te jwenn nan tès konpresyon e li te asosye ak yon ogmantasyon nan kantite solid nan konpoze an. Fòs pwodiksyon espesifik kalkile ki baze sou konpozisyon sib chak echantiyon yo montre tou nan fig. 9b. An jeneral, pi bon konbinezon fòs sede (1200 MPa), dite (275 ± 10 HV), ak elongasyon relatif nan echèk (~ 37%) obsève pou konpoze C-2.
Figi 11a montre yon konparezon fòs sede ak elongasyon relatif konpoze devlope ak materyèl diferan klas. Konpoze ki baze sou CoCrFeNi nan etid sa a te montre gwo elongasyon nan nenpòt nivo estrès bay62. Li ka wè tou ke pwopriyete yo nan konpoze HEA yo devlope nan etid sa a kouche nan rejyon an te deja pa okipe nan konplo a nan fòs sede kont elongasyon. Anplis de sa, konpoze yo devlope gen yon pakèt konbinezon de fòs (277 MPa, 1200 MPa, 1925 MPa ak 2522 MPa) ak elongasyon (> 60%, 37%, 7.3% ak 6.19%). Fòs sede se tou yon faktè enpòtan nan seleksyon an nan materyèl pou aplikasyon jeni avanse63,64. Nan sans sa a, konpoze HEA nan envansyon aktyèl la montre yon konbinezon ekselan nan fòs sede ak elongasyon. Sa a se paske adisyon nan SiC dansite ki ba rezilta nan konpoze ak segondè fòs sede espesifik. Fòs pwodiksyon espesifik ak elongasyon nan konpoze HEA yo nan menm ranje ak HEA FCC ak HEA refractory, jan yo montre nan Fig. 11b. Dite a ak fòs sede nan konpoze yo devlope yo nan menm seri a ak pou linèt metalik masiv65 (figi 11c). Gwo linèt metalik (BMS) karakterize pa dite segondè ak fòs sede, men elongasyon yo limite66,67. Sepandan, dite ak fòs sede kèk nan konpoze HEA devlope nan etid sa a te montre tou elongasyon enpòtan. Se konsa, li te konkli ke konpoze yo devlope pa VEA gen yon konbinezon inik ak chache-apre nan pwopriyete mekanik pou aplikasyon pou divès kalite estriktirèl. Konbinezon inik sa a nan pwopriyete mekanik yo ka eksplike pa dispèsyon inifòm nan karbid difisil ki te fòme in situ nan FCC HEA matris la. Sepandan, kòm yon pati nan objektif la nan reyalize yon konbinezon pi bon nan fòs, chanjman mikwostriktirèl ki soti nan adisyon nan faz seramik yo dwe ak anpil atansyon etidye ak kontwole pou fè pou evite domaj depoze, tankou sa yo ki te jwenn nan S-5 ak S-6 konpoze, ak duktilite. sèks.
Yo te konpare rezilta etid sa a ak divès kalite materyèl estriktirèl ak HEA: (a) elongasyon kont fòs sede62, (b) estrès sede espesifik kont duktilite63 ak (c) fòs sede kont dite65.
Mikwostrikti ak pwopriyete mekanik yon seri konpoze HEA-seramik ki baze sou sistèm HEA CoCrFeNi ak adisyon SiC yo te etidye ak konklizyon sa yo te trase:
Konpoze alyaj segondè entropi yo ka devlope avèk siksè lè yo ajoute SiC nan CoCrFeNi HEA lè l sèvi avèk metòd la k ap fonn arc.
SiC dekonpoze pandan k ap fonn arc, ki mennen ale nan fòmasyon an in situ nan faz carbure, silicide ak grafit, prezans ak fraksyon volim ki depann de kantite SiC ki ajoute nan HEA baz la.
Konpoze HEA montre anpil pwopriyete mekanik ekselan, ak pwopriyete ki tonbe nan zòn ki te deja pa okipe sou fòs sede a kont elongasyon trase. Fòs sede a nan konpoze HEA te fè lè l sèvi avèk 6 wt% SiC te plis pase uit fwa sa yo ki nan HEA baz pandan w ap kenbe 37% duktilite.
Dite a ak fòs sede nan konpoze HEA yo nan seri a nan gwo linèt metalik (BMG).
Konklizyon yo sijere ke konpoze segondè-entropi alyaj reprezante yon apwòch pwomèt pou reyalize yon konbinezon ekselan nan pwopriyete metal-mekanik pou aplikasyon estriktirèl avanse.
Lè poste: 12-Jul-2023