CoCrFeNi minangka paduan entropi dhuwur (HEA) sing dipusatake pasuryan (fcc) kanthi keuletan sing apik nanging kekuwatane winates. Fokus panliten iki yaiku ningkatake keseimbangan kekuatan lan daktilitas HEA kasebut kanthi nambahake jumlah SiC sing beda-beda nggunakake metode leleh busur. Wis ditetepake manawa anane kromium ing basa HEA nyebabake dekomposisi SiC sajrone leleh. Mangkono, interaksi karbon bebas karo kromium ndadékaké kanggo tatanan in situ saka kromium karbida, nalika silikon free tetep ing solusi ing basa HEA lan / utawa sesambungan karo unsur-unsur sing mbentuk basa HEA kanggo mbentuk silicids. Nalika isi SiC mundhak, fase struktur mikro owah-owahan ing urutan ing ngisor iki: fcc → fcc + eutektik → fcc + kromium carbide flakes → fcc + kromium carbide flakes + silicide → fcc + kromium carbide flakes + silicide + grafit bal / grafit flakes. Komposit sing diasilake nuduhake macem-macem sifat mekanik (kekuwatan ngasilake saka 277 MPa kanthi elongasi luwih saka 60% nganti 2522 MPa kanthi elongasi 6%) dibandhingake karo paduan konvensional lan paduan entropi dhuwur. Sawetara komposit entropi dhuwur sing dikembangake nuduhake kombinasi sing apik banget saka sifat mekanik (kekuwatan ngasilake 1200 MPa, elongasi 37%) lan manggoni wilayah sing sadurunge ora bisa digayuh ing diagram elongasi stres ngasilake. Saliyane elongasi sing luar biasa, kekerasan lan kekuatan ngasilake komposit HEA ana ing kisaran sing padha karo kaca tingal metalik akeh. Mulane, diyakini manawa pangembangan komposit entropi dhuwur bisa mbantu entuk kombinasi sifat mekanik sing apik kanggo aplikasi struktural sing luwih maju.
Pangembangan paduan entropi dhuwur minangka konsep anyar sing janjeni ing metalurgi1,2. Wesi entropi dhuwur (HEA) wis nuduhake ing sawetara kasus kombinasi sing apik banget saka sifat fisik lan mekanik, kalebu stabilitas termal sing dhuwur3,4 elongasi superplastik5,6 resistance fatigue7,8 resistance karat9,10,11, resistance nyandhang banget12,13,14 ,15 lan sifat tribologi15,16,17 sanajan ing suhu dhuwur18,19,20,21,22 lan sifat mekanik ing kurang suhu23,24,25. Kombinasi sing apik banget saka sifat mekanik ing HEA biasane digandhengake karo papat efek utama, yaiku entropi konfigurasi dhuwur26, distorsi kisi kuat27, difusi alon28 lan efek koktail29. HEA biasane diklasifikasikake minangka jinis FCC, BCC lan HCP. FCC HEA biasane ngemot unsur transisi kayata Co, Cr, Fe, Ni lan Mn lan nuduhake daktilitas banget (sanajan ing suhu sing kurang 25) nanging kekuwatane sithik. BCC HEA biasane kasusun saka unsur kapadhetan dhuwur kayata W, Mo, Nb, Ta, Ti lan V lan nduweni kekuatan dhuwur banget nanging daktilitas kurang lan kekuatan spesifik kurang30.
Modifikasi mikrostruktur HEA adhedhasar mesin, pangolahan termomekanik lan tambahan unsur wis diselidiki kanggo entuk kombinasi sifat mekanik sing paling apik. CoCrFeMnNi FCC HEA ngalami deformasi plastik sing abot kanthi torsi tekanan dhuwur, sing ndadékaké paningkatan kekerasan (520 HV) lan kekuatan (1950 MPa) sing signifikan, nanging pangembangan struktur mikro nanocrystalline (~ 50 nm) ndadekake paduan brittle31 . Ditemokake manawa gabungke daktilitas kembar (TWIP) lan plastisitas akibat transformasi (TRIP) dadi CoCrFeMnNi HEAs menehi hardenability kerja sing apik sing nyebabake daktilitas tarik sing dhuwur, sanajan kanthi biaya nilai kekuatan tarik sing nyata. Ing ngisor iki (1124 MPa) 32. Pembentukan struktur mikro berlapis (kapérang saka lapisan cacat tipis lan inti sing ora cacat) ing CoCrFeMnNi HEA kanthi nggunakake shot peening ngasilake kekuwatan, nanging dandan iki diwatesi nganti 700 MPa33. Kanggo nggoleki bahan kanthi kombinasi kekuatan lan daktilitas sing paling apik, pangembangan HEA multiphase lan HEA eutektik nggunakake tambahan unsur non-isoatomik uga wis diselidiki34,35,36,37,38,39,40,41. Pancen, wis ditemokake yen distribusi fase hard lan alus sing luwih apik ing wesi entropi dhuwur eutektik bisa nyebabake kombinasi kekuatan lan daktilitas sing relatif luwih apik35,38,42,43.
Sistem CoCrFeNi minangka paduan entropi dhuwur FCC fase tunggal sing akeh diteliti. Sistem iki nuduhake sifat hardening kerja cepet44 lan daktilitas apik banget45,46 ing suhu sing kurang lan dhuwur. Macem-macem upaya wis ditindakake kanggo nambah kekuwatane sing relatif kurang (~300 MPa)47,48 kalebu refinement butir25, struktur mikro heterogen49, precipitation50,51,52 lan transformation-induced plasticity (TRIP)53. Refinement gandum saka cast face-centered kubik HEA CoCrFeNi dening gambar kadhemen ing kahanan abot nambah kekuatan saka bab 300 MPa47,48 kanggo 1,2 GPa25, nanging nyuda mundhut saka ductility saka luwih saka 60% kanggo 12,6%. Penambahan Al menyang HEA saka CoCrFeNi ngasilake struktur mikro heterogen, sing nambah kekuatan ngasilake nganti 786 MPa lan elongasi relatif nganti 22%49. CoCrFeNi HEA ditambahake karo Ti lan Al kanggo mbentuk precipitates, saéngga mbentuk penguatan presipitasi, nambah kekuatan ngasilake dadi 645 MPa lan elongasi dadi 39%51. Mekanisme TRIP (face-centered cubic → hexahedral martensitic transformation) lan twinning nambah kekuatan tarik CoCrFeNi HEA dadi 841 MPa lan elongasi ing break nganti 76%53.
Usaha uga wis ditindakake kanggo nambah tulangan keramik menyang matriks kubik sing dipusatake HEA kanggo ngembangake komposit entropi sing dhuwur sing bisa nampilake kombinasi kekuatan lan daktilitas sing luwih apik. Komposit kanthi entropi dhuwur wis diproses kanthi leleh busur vakum44, paduan mekanik45,46,47,48,52,53, sintering plasma spark46,51,52, penekan panas vakum45, penekan isostatik panas47,48 lan pangembangan proses manufaktur aditif43, 50. Karbida, oksida lan nitrida kayata WC44, 45, 46, Al2O347, SiC48, TiC43, 49, TiN50 lan Y2O351 wis digunakake minangka tulangan keramik ing pangembangan komposit HEA. Milih matriks lan keramik HEA sing bener penting banget nalika ngrancang lan ngembangake komposit HEA sing kuwat lan awet. Ing karya iki, CoCrFeNi dipilih minangka materi matriks. Macem-macem jumlah SiC ditambahake ing CoCrFeNi HEA lan efeke ing struktur mikro, komposisi fase, lan sifat mekanik ditliti.
Logam kemurnian tinggi Co, Cr, Fe, lan Ni (99,95 wt%) lan bubuk SiC (kemurnian 99%, ukuran -400 mesh) ing wangun partikel dhasar digunakake minangka bahan baku kanggo nggawe komposit HEA. Komposisi isoatomik saka CoCrFeNi HEA pisanan diselehake ing cetakan tembaga sing adhem banyu hemisferik, banjur kamar kasebut dievakuasi nganti 3·10-5 mbar. Gas argon kemurnian dhuwur dienal kanggo entuk vakum sing dibutuhake kanggo leleh busur karo elektroda tungsten non-consumable. Ingot sing diasilake dibalik lan dilebur kaping lima kanggo njamin homogeneitas sing apik. Komposit entropi dhuwur saka macem-macem komposisi disiapake kanthi nambahake jumlah SiC tartamtu menyang tombol CoCrFeNi equiatomic sing diasilake, sing dihomogenake maneh kanthi inversi kaping lima lan leleh maneh ing saben kasus. Tombol sing dibentuk saka komposit sing diasilake dipotong nggunakake EDM kanggo tes lan karakterisasi luwih lanjut. Sampel kanggo studi mikrostruktur disiapake miturut metode metalografi standar. Kaping pisanan, sampel diteliti nggunakake mikroskop cahya (Leica Microscope DM6M) kanthi piranti lunak Leica Image Analysis (LAS Phase Expert) kanggo analisis fase kuantitatif. Telung gambar sing dijupuk ing macem-macem wilayah kanthi area total udakara 27.000 µm2 dipilih kanggo analisis fase. Pasinaon mikrostruktur sing luwih rinci, kalebu analisis komposisi kimia lan analisis distribusi unsur, ditindakake ing mikroskop elektron scanning (JEOL JSM-6490LA) sing dilengkapi sistem analisis spektroskopi dispersif energi (EDS). Karakterisasi struktur kristal komposit HEA ditindakake kanthi nggunakake sistem difraksi sinar-X (Bruker D2 phase shifter) nggunakake sumber CuKα kanthi ukuran langkah 0,04 °. Efek saka owah-owahan mikrostruktur ing sifat mekanik komposit HEA ditliti nggunakake tes microhardness Vickers lan tes kompresi. Kanggo tes kekerasan, beban 500 N ditrapake sajrone 15 detik kanthi nggunakake paling ora 10 lekukan saben spesimen. Tes kompresi komposit HEA ing suhu kamar ditindakake ing spesimen persegi panjang (7 mm × 3 mm × 3 mm) ing mesin uji universal Shimadzu 50KN (UTM) kanthi tingkat regangan awal 0,001/s.
Komposit entropi dhuwur, sing sabanjure diarani sampel S-1 nganti S-6, disiapake kanthi nambahake 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, lan 17% SiC (kabeh miturut bobot%) menyang matriks CoCrFeNi . mungguh. Sampel referensi sing ora ana SiC sing ditambahake banjur diarani sampel S-0. Mikrograf optik saka komposit HEA sing dikembangake ditampilake ing Fig. 1, ing ngendi, amarga tambahan macem-macem aditif, struktur mikro fase tunggal saka CoCrFeNi HEA diowahi dadi mikrostruktur sing dumadi saka pirang-pirang fase kanthi morfologi, ukuran, lan distribusi sing beda. Jumlah SiC ing komposisi. Jumlah saben fase ditemtokake saka analisis gambar nggunakake piranti lunak LAS Phase Expert. Inset kanggo Figure 1 (tengen ndhuwur) nuduhake area conto kanggo analisis iki, uga fraksi area kanggo saben komponen phase.
Mikrograf optik saka komposit entropi dhuwur sing dikembangake: (a) C-1, (b) C-2, (c) C-3, (d) C-4, (e) C-5 lan (f) C- 6. Inset nuduhake conto asil analisis fase gambar adhedhasar kontras nggunakake piranti lunak LAS Phase Expert.
Kaya sing dituduhake ing anjir. 1a, struktur mikro eutektik sing dibentuk ing antarane volume matriks komposit C-1, ing ngendi jumlah matriks lan fase eutektik dikira-kira 87,9 ± 0,47% lan 12,1% ± 0,51%. Ing komposit (C-2) sing ditampilake ing Gambar 1b, ora ana tandha reaksi eutektik sajrone solidifikasi, lan struktur mikro sing beda banget karo komposit C-1 diamati. Struktur mikro komposit C-2 relatif alus lan kasusun saka piring tipis (karbida) sing disebarake kanthi seragam ing fase matriks (fcc). Fraksi volume matriks lan karbida kira-kira 72 ± 1,69% lan 28 ± 1,69%. Saliyane matriks lan karbida, fase anyar (silisida) ditemokake ing komposit C-3, kaya sing dituduhake ing Fig. 1c, ing ngendi fraksi volume fase silicide, karbida, lan matriks kasebut kira-kira udakara 26,5% ± 0,41%, 25,9 ± 0,53, lan 47,6 ± 0,34, mungguh. Fase anyar liyane (grafit) uga diamati ing struktur mikro komposit C-4; total papat fase diidentifikasi. Fase grafit nduweni wangun globular sing béda karo kontras peteng ing gambar optik lan mung ana ing jumlah cilik (kira-kira fraksi volume mung kira-kira 0,6 ± 0,30%). Ing komposit C-5 lan C-6, mung telung fase sing diidentifikasi, lan fase grafit kontras peteng ing komposit kasebut katon ing bentuk serpihan. Dibandhingake karo serpihan grafit ing Komposit S-5, serpihan grafit ing Komposit S-6 luwih amba, luwih cendhek, lan luwih biasa. Tambah sing cocog ing konten grafit uga diamati saka 14,9 ± 0,85% ing komposit C-5 dadi kira-kira 17,4 ± 0,55% ing komposit C-6.
Kanggo nliti luwih rinci babagan struktur mikro lan komposisi kimia saben fase ing komposit HEA, sampel ditliti nggunakake SEM, lan analisis titik EMF lan pemetaan kimia uga ditindakake. Asil kanggo komposit C-1 ditampilake ing anjir. 2, ing ngendi anane campuran eutektik sing misahake wilayah fase matriks utama katon kanthi jelas. Peta kimia komposit C-1 ditampilake ing Fig. 2c, ing ngendi bisa dideleng yen Co, Fe, Ni, lan Si disebarake kanthi seragam ing fase matriks. Nanging, jumlah cilik Cr ditemokake ing fase matriks dibandhingake karo unsur liyane saka HEA basa, nuduhake yen Cr nyebar metu saka matriks. Komposisi fase eutektik putih ing gambar SEM sugih kromium lan karbon, nuduhake yen iku kromium karbida. Ora ana partikel SiC sing diskrèt ing struktur mikro, digabungake karo kandungan kromium sing kurang ing matriks lan anané campuran eutektik sing ngandhut fase kaya kromium, nuduhake dekomposisi lengkap SiC nalika leleh. Minangka asil dekomposisi SiC, silikon larut ing fase matriks, lan karbon bebas interaksi karo kromium kanggo mbentuk karbida kromium. Minangka bisa dideleng, mung karbon sing ditemtokake sacara kualitatif kanthi metode EMF, lan pembentukan fase dikonfirmasi kanthi identifikasi puncak karbida karakteristik ing pola difraksi sinar-X.
(a) Gambar SEM saka sampel S-1, (b) gambar sing digedhekake, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
Analisis komposit C-2 ditampilake ing anjir. 3. Padha katon ing mikroskop optik, ujian SEM dicethakaké ana struktur nggoleki kasusun saka mung rong fase, karo ngarsane fase lamellar tipis disebarake merata ing saindhenging struktur. fase matriks, lan ora ana fase eutektik. Distribusi unsur lan analisis titik EMF saka fase lamellar nuduhake isi Cr (kuning) lan C (ijo) sing relatif dhuwur ing fase iki, sing maneh nuduhake dekomposisi SiC sajrone leleh lan interaksi karbon sing dibebasake karo efek kromium. . Matriks VEA mbentuk fase karbida lamellar. Distribusi unsur lan analisis titik saka fase matriks nuduhake yen akeh kobalt, wesi, nikel lan silikon ana ing fase matriks.
(a) Gambar SEM saka sampel S-2, (b) gambar sing digedhekake, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
Pasinaon SEM saka komposit C-3 nuduhake anané fase anyar saliyane fase karbida lan matriks. Peta unsur (Gambar 4c) lan analisis titik EMF (Gambar 4d) nuduhake yen fase anyar sugih nikel, kobalt, lan silikon.
(a) Gambar SEM saka sampel S-3, (b) gambar sing digedhekake, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
Asil analisis SEM lan EMF saka komposit C-4 ditampilake ing Fig. 5. Saliyane telung fase sing diamati ing komposit C-3, anané nodul grafit uga ditemokake. Fraksi volume fase kaya silikon uga luwih dhuwur tinimbang komposit C-3.
(a) Gambar SEM saka sampel S-4, (b) gambar sing digedhekake, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
Asil saka spektrum SEM lan EMF saka komposit S-5 lan S-6 ditampilake ing Gambar 1 lan 2. 6 lan 7, mungguh. Saliyane sawetara bola cilik, anané flakes grafit uga diamati. Jumlah serpihan grafit lan fraksi volume fase sing ngemot silikon ing komposit C-6 luwih gedhe tinimbang ing komposit C-5.
(a) Gambar SEM saka sampel C-5, (b) tampilan sing luwih gedhe, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
(a) Gambar SEM saka sampel S-6, (b) gambar sing digedhekake, (c) peta unsur, (d) asil EMF ing lokasi sing dituduhake.
Karakterisasi struktur kristal komposit HEA uga ditindakake kanthi nggunakake pangukuran XRD. Asil ditampilake ing Gambar 8. Ing pola difraksi basis WEA (S-0), mung puncak sing cocog karo fase fcc sing katon. Pola difraksi sinar-X saka komposit C-1, C-2, lan C-3 nuduhake anane puncak tambahan sing cocog karo kromium karbida (Cr7C3), lan intensitase luwih murah kanggo conto C-3 lan C-4, sing nuduhake. sing uga karo data EMF kanggo conto iki. Pucuk sing cocog karo silisida Co / Ni diamati kanggo conto S-3 lan S-4, maneh konsisten karo asil pemetaan EDS sing ditampilake ing Gambar 2 lan 3. Kaya sing ditampilake ing Gambar 3 lan Gambar 4. Puncak 5 lan S-6 diamati. cocog karo grafit.
Karakteristik mikrostruktur lan kristalografi saka komposit sing dikembangake nuduhake dekomposisi SiC sing ditambahake. Iki amarga anané kromium ing matriks VEA. Kromium nduweni afinitas sing kuwat banget kanggo karbon 54,55 lan bereaksi karo karbon bebas kanggo mbentuk karbida, kaya sing dituduhake kanthi nyuda isi kromium ing matriks. Si liwat menyang fase fcc amarga disosiasi SiC56. Mangkono, paningkatan tambahan SiC menyang basa HEA nyebabake paningkatan jumlah fase karbida lan jumlah Si gratis ing struktur mikro. Wis ditemokake yen Si tambahan iki disimpen ing matriks kanthi konsentrasi sing kurang (ing komposit S-1 lan S-2), nalika ing konsentrasi sing luwih dhuwur (komposit S-3 nganti S-6) nyebabake deposisi kobalt tambahan /. nikel silisida. Entalpi standar pembentukan silisida Co lan Ni, sing dipikolehi kanthi sintesis langsung kalorimetri suhu dhuwur, yaiku -37,9 ± 2,0, -49,3 ± 1,3, -34,9 ± 1,1 kJ mol -1 kanggo Co2Si, CoSi lan CoSi2, mungguh, nalika iki nilai - 50,6 ± 1,7 lan - 45,1 ± 1,4 kJ mol-157 kanggo Ni2Si lan Ni5Si2, mungguh. Nilai kasebut luwih murah tinimbang panas pembentukan SiC, nuduhake yen disosiasi SiC sing ndadékaké pambentukan silisida Co / Ni kanthi energik. Ing komposit S-5 lan S-6, silikon gratis tambahan ana, sing diserap ngluwihi pambentukan silicide. Silikon gratis iki ditemokake kanggo nyumbang kanggo grafitisasi sing diamati ing baja konvensional58.
Sifat mekanik saka komposit sing dikuatake keramik sing dikembangake adhedhasar HEA diselidiki kanthi tes kompresi lan tes kekerasan. Kurva tegangan-regangan saka komposit sing dikembangake ditampilake ing Fig. 9a, lan ing Fig. 9b nuduhake scatterplot antarane kekuatan ngasilaken tartamtu, kekuatan ngasilaken, atose, lan elongation saka komposit dikembangaké.
(a) Kurva regangan tekan lan (b) scatterplots sing nuduhake stres ngasilake spesifik, kekuatan ngasilake, kekerasan lan elongasi. Elinga yen mung spesimen S-0 nganti S-4 sing ditampilake, amarga spesimen S-5 lan S-6 ngemot cacat casting sing signifikan.
Kaya sing katon ing anjir. 9, kekuatan ngasilake tambah saka 136 MPa kanggo basis VES (C-0) kanggo 2522 MPa kanggo komposit C-4. Dibandhingake karo WPP dhasar, komposit S-2 nuduhake elongasi sing apik banget nganti gagal sekitar 37%, lan uga nuduhake nilai kekuatan ngasilake sing luwih dhuwur (1200 MPa). Kombinasi banget saka kekuatan lan ductility gabungan iki amarga asil dandan ing microstructure sakabèhé, kalebu distribusi seragam saka lamellae karbida nggoleki saindhenging microstructure, kang samesthine kanggo nyandhet gerakan dislokasi. Kekuwatan ngasilake komposit C-3 lan C-4 yaiku 1925 MPa lan 2522 MPa. Kekuwatan ngasilake dhuwur iki bisa diterangake kanthi fraksi volume dhuwur saka fase karbida semen lan silicide. Nanging, anane fase kasebut uga nyebabake elongasi nalika istirahat mung 7%. Kurva tegangan-regangan saka komposit dasar CoCrFeNi HEA (S-0) lan S-1 iku cembung, nuduhake aktivasi efek kembar utawa TRIP59,60. Dibandhingake karo sampel S-1, kurva tegangan-regangan sampel S-2 nduweni wangun cekung ing galur kira-kira 10,20%, sing tegese slip dislokasi normal minangka mode deformasi utama sampel ing negara cacat iki60,61 . Nanging, tingkat hardening ing spesimen iki tetep dhuwur liwat sawetara galur gedhe, lan ing galur sing luwih dhuwur transisi menyang convexity uga katon (sanajan ora bisa ditolak lewat sing iki amarga Gagal saka lubricated beban compressive). ). Komposit C-3 lan C-4 mung nduweni plastisitas winates amarga anané fraksi volume karbida lan silisida sing luwih dhuwur ing struktur mikro. Tes kompresi sampel komposit C-5 lan C-6 ora ditindakake amarga cacat casting sing signifikan ing conto komposit kasebut (pirsani Fig. 10).
Stereomicrographs saka casting cacat (dituduhake dening panah abang) ing conto komposit C-5 lan C-6.
Asil saka pangukuran atose komposit VEA ditampilake ing Fig. 9b. Dasar WEA nduweni kekerasan 130±5 HV, lan sampel S-1, S-2, S-3 lan S-4 nduweni nilai kekerasan 250±10 HV, 275±10 HV, 570±20 HV lan 755±20 HV. Tambah ing atose ana ing persetujuan apik karo owah-owahan ing kekuatan ngasilaken dijupuk saka tes komprèsi lan digandhengake karo Tambah ing jumlah padhet ing komposit. Kekuwatan ngasilake spesifik sing diitung adhedhasar komposisi target saben sampel uga ditampilake ing anjir. 9b. Umumé, kombinasi paling apik saka kekuatan ngasilaken (1200 MPa), atose (275 ± 10 HV), lan elongation relatif kanggo Gagal (~37%) diamati kanggo komposit C-2.
Perbandingan kekuatan ngasilake lan elongasi relatif saka komposit sing dikembangake karo bahan saka kelas sing beda ditampilake ing Fig 11a. Komposit adhedhasar CoCrFeNi ing panliten iki nuduhake elongasi dhuwur ing level stres tartamtu62. Uga bisa dideleng yen sifat komposit HEA sing dikembangake ing panliten iki dumunung ing wilayah sing sadurunge ora dikuwasani saka plot kekuatan ngasilake versus elongasi. Kajaba iku, komposit sing dikembangake duwe macem-macem kombinasi kekuatan (277 MPa, 1200 MPa, 1925 MPa lan 2522 MPa) lan elongasi (>60%, 37%, 7,3% lan 6,19%). Kekuwatan ngasilake uga minangka faktor penting kanggo milih bahan kanggo aplikasi teknik lanjut63,64. Ing babagan iki, komposit HEA saka penemuan saiki nuduhake kombinasi kekuatan lan elongasi sing apik banget. Iki amarga tambahan SiC kapadhetan kurang nyebabake komposit kanthi kekuatan ngasilake spesifik sing dhuwur. Kekuwatan ngasilake spesifik lan elongasi komposit HEA ana ing sawetara sing padha karo HEA FCC lan HEA refraktori, kaya sing ditampilake ing Gambar 11b. Kekerasan lan kekuatan ngasilake komposit sing dikembangake ana ing kisaran sing padha karo kacamata metalik massive65 (Fig. 11c). Kacamata metalik massif (BMS) ditondoi kanthi kekerasan dhuwur lan kekuatan ngasilake, nanging elongasi diwatesi66,67. Nanging, kekerasan lan kekuatan ngasilake sawetara komposit HEA sing dikembangake ing panliten iki uga nuduhake elongasi sing signifikan. Mangkono, disimpulake manawa komposit sing dikembangake dening VEA duwe kombinasi sifat mekanik sing unik lan dikarepake kanggo macem-macem aplikasi struktural. Kombinasi unik saka sifat mekanik iki bisa diterangake kanthi dispersi seragam karbida keras sing dibentuk ing situ ing matriks FCC HEA. Nanging, minangka bagéan saka gol kanggo nggayuh kombinasi kekuatan sing luwih apik, owah-owahan mikrostruktur sing diasilake saka tambahan fase keramik kudu ditliti lan dikontrol kanthi ati-ati supaya ora ana cacat casting, kayata sing ditemokake ing komposit S-5 lan S-6, lan daktilitas. gender.
Asil saka panliten iki dibandhingake karo macem-macem bahan struktur lan HEA: (a) elongasi lawan kekuatan ngasilake62, (b) tegangan leleh spesifik lawan daktilitas63 lan (c) kekuatan ngasilake versus kekerasan65.
Struktur mikro lan sifat mekanik saka seri komposit HEA-keramik adhedhasar sistem HEA CoCrFeNi kanthi tambahan SiC wis diteliti lan kesimpulan ing ngisor iki wis diteliti:
Komposit paduan entropi dhuwur bisa kasil dikembangake kanthi nambahake SiC menyang CoCrFeNi HEA nggunakake metode leleh busur.
SiC decomposes sak leleh busur, anjog kanggo tatanan in situ saka fase karbida, silicide lan grafit, ngarsane lan fraksi volume gumantung ing jumlah SiC sing ditambahake menyang basa HEA.
Komposit HEA nampilake akeh sifat mekanik sing apik banget, kanthi sifat-sifat sing ana ing wilayah sing sadurunge ora dikuwasani ing kekuatan ngasilake versus plot elongasi. Kekuwatan ngasilake komposit HEA sing digawe nggunakake 6 wt% SiC luwih saka wolung kaping saka HEA basa nalika njaga daktilitas 37%.
Kekerasan lan kekuatan ngasilake komposit HEA ana ing sawetara kaca tingal metalik massal (BMG).
Panemuan kasebut nuduhake manawa komposit paduan entropi dhuwur minangka pendekatan sing janjeni kanggo nggayuh kombinasi sifat mekanik-logam sing apik kanggo aplikasi struktural sing maju.
Wektu kirim: Jul-12-2023