Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние электронно-пучковой обработки на структуру, свойства и характер разрушения высокоэнтропийного Co - Cr - Fe - Mn - Ni-сплава

Ю. А. Шлярова, В. Е. Громов, С. В. Коновалов, Ю. Ф. Иванов

Аннотация


Исследован высокоэнтропийный Co - Cr - Fe - Mn - Ni-сплав неэквиатомного состава, полученный по технологии проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM). Проанализированы деформационные кривые при растяжении сплава в исходном состоянии и после электронно-пучковой обработки. Установлены зависимости параметров прочности и пластичности, нано- и микротвердости, трибологических свойств от плотности энергии пучка электронов. Анализ поверхности разрушения сплава после электронно-пучковой обработки наряду с областями с вязким механизмом разрушения выявил области с полосовой (пластинчатой) структурой. Обнаружено немонотонное изменение скалярной плотности дислокаций, достигающее максимального значения ~ 5,5 × 1010 см-2 на расстоянии 25 мкм от поверхности облучения. Показано, что электронно-пучковая обработка приводит к снижению прочностных и пластических свойств высокоэнтропийного сплава. Предположено, что дефекты, образующиеся в поверхностных слоях при этой обработке, могут быть одной из причин снижения прочности и пластичности сплава.

Ключевые слова


высокоэнтропийные сплавы; Co - Cr - Fe - Mn - Ni; аддитивные технологии; импульсный электронный пучок; элементный и фазовый состав; дефектная субструктура; свойства; поверхность разрушения

Полный текст:

PDF

Литература


George E. P., Curtin W. A., Tasan C. C. High entropy alloys: A focused review of mechanical properties and deformation mechanisms // Acta Materialia. 2020. V. 188. P. 435 - 474.

Shivam V., Basu J., Pandey V. K. et al. Alloying behaviour, ther-mal stability and phase evolution in quinary AlCoCrFeNi high entropy alloy // Advanced Powder Technology. 2018. V. 29. P. 2221 - 2230.

Ganesh U. L., Raghavendra H. Review on the transition from conventional to multi-component-based nano-high-entropy alloys-NHEAs // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2020. V. 139. P. 207 - 216.

Осинцев К. А., Громов В. Е., Коновалов С. В. и др. ВЭС: структура, механические свойства, механизмы деформации и применение // Известия вузов. Черная металлургия. 2021. № 4. С. 1 - 8.

Gromov V. Е., Konovalov S. V., Ivanov Yu. F., Osintsev K. A. Structure and properties of high-entropy alloys. Springer. Advanced Structured Materials. 2021. V. 107. 110 p.

Иванов Ю. Ф., Громов В. Е., Коновалов С. В., Шлярова Ю. А. Эволюция структуры AlCoCrFeNi высокоэнтропийного сплава при облучении импульсным электронным пучком // Журнал технической физики. 2021. Т. 91, Вып. 12. С. 1971 - 1974.

Osintsev K., Konovalov S., Zaguliaev D. Investigation of Co - Cr - Fe - Mn - Ni non-equiatomic high-entropy alloy fabricated by wire arc additive manufacturing // Metals. 2022. V. 12(2). P. 197 (11 p.).

Osintsev K. A., Konovalov S. V., Gromov V. E. et al. Microstructure and mechanical properties of non-equiatomic Co25.4Cr15Fe37.9Mn3.5Ni16.8Si1.4 high-entropy alloy produced by wire-arc additive manufacturing // Materials Letters. 2022. V. 312. P. 131675.

Zhang T., Xin L., Wu F. et al. Microstructure and mechanical of FexCoCrNiMn high-entropy alloys // Journal of Materials Science and Technology. 2019. V. 35, No. 10. P. 2331 - 2335.

Gludovatz B. A., Hohenwarter A., Catoor D. et al. Fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications // Science. 2014. V. 345, No. 6201. P. 1153 - 1158.

Proskyrovsky D. I., Rotshtein V. P., Ozur G. E. et al. Physical foundations for surface treatment of materials with low energy, high current electron beams // Surface and Coatings Technology. 2000. V. 125, No. 1 - 3. P. 49 - 56.

Konovalov S., Ivanov Y., Gromov V., Panchenko I. Fatigue-induced evolution of ALSI 310S steel microstructure after electron beam treatment // Materials. 2020. V. 13, No. 20. P. 4567.

Lyu P., Peng T., Miao Y. et al. Microstructure and properties of CoCrFeNiMo0.2 high-entropy alloy enhanced by high-current pulsed electron beam // Surface and Coatings Technology. 2021. V. 410. P. 126911.

Cai J., Yao Y., Gao C. et al.Comparison of microstructure and oxidation behavior of NiCoCrAlYSi laser cladding coating before and after high-current pulsed electron beam modification // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 881. P. 160651.

Osintsev K., Gromov V., Ivanov Y. et al. Evolution of structure in alcocrfeni high-entropy alloy irradiated by a pulsed electron beam // Metals. 2021. V. 11. P. 1228.

Коваль Н. Н., Иванов Ю. Ф. Наноструктурирование поверхности металлокерамических и керамических материалов при импульсной электронно-пучковой обработке // Известия вузов. Физика. 2008. № 5. С. 60 - 70.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.11.54-59

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024