Features of phase and structure formation in obtaining high-entropy alloy of Fe-Ti-Cr-Mn-Si-C system from a powder mixture of ferroalloys

Г.А. Баглюк; М.В. Марич; Ю.О. Шишкіна; А.А. Мамонова; О.М. Грипачевський; С.Ф. Кирилюк

doi:10.15330/pcss.23.3.620-625

Автор(и)

Г.А. Баглюк Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна
М.В. Марич Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна
Ю.О. Шишкіна Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна
А.А. Мамонова Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна
О.М. Грипачевський Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна
С.Ф. Кирилюк Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича НАН України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.23.3.620-625

Ключові слова:

високоентропійний сплав, порошкова металургія, гаряче штампування, феросплав, мікроструктура, кристалічна решітка, фазовий склад, карбід

Анотація

В роботі розглянуті особливості структури та фазового складу високоентропійного сплаву системи TiCrFeMnSiC, отриманого із порошкової суміші феросплавів феротитану, ферохрому та феросилікомарганцю. Технологічна схема виготовлення сплаву включала спільне розмелювання суміші в планетарному млині, пресування вихідних заготовок, їх нагрів до 1100 ⁰С, гаряче штампування на дугостаторному пресі та наступний відпал гарячештампованих зразків при 1200 ⁰С. За результатами рентгенофазового аналізу отриманого сплаву встановлено, що основною фазою сплаву є ОЦК фаза з параметром кубічної гратки а = 0,2868 нм, що представляє твердий розчин на основі легуючих компонентів складу вихідної шихти. У фазовому складі композиту зафіксовані також карбід титану з ГЦК граткою з параметром а = 0,4319 нм, що відповідає стехіометричному співвідношенню TiC_0,6, та ГЦК фаза залізо-хромового карбіду (Cr, Fe)₂₃C₆ з параметром решітки a = 1.0645 nm. Матеріал відзначається підвищеною твердістю (до 60-61 HRC), що має забезпечувати високу зностійкість даного полікомпонентного сплаву.

Посилання

S. Ranganathan, Alloyed pleasures: Multimetallic cocktails, Current Science, 85(10), 1404 (2003); https://asset-pdf.scinapse.io/prod/41078916/41078916.pdf.

J.W. Yeh, High–Entropy Alloys – A New Era of Exploitation, Materials Science Forum, 560, 1 (2007); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.560.1.

J.W. Yeh. Recent progress in high entropy alloys. European Journal of Controll, 31(6), 633 (2006); https://doi.org/10.3166/acsm.31.633-648.

S.A. Firstov, V.F. Gorban, N.A. Krapivka, E.P. Pechkovsky, New class of materials – high-entropy alloys and coatings, Bulletin of Tambov State University, 18(4), 1938 (2013); https://elibrary.ru/item.asp?id=20213631

L.A. Dreval, P.G. Agraval, M.A. Turchanin, High-entropy alloys as materials having in

basic set of basic elements, News of Donbass State Machine-Building Academy 1(32), 58 (2014); http://www.dgma.donetsk.ua/science_public/ddma/Herald_1(32)_2014/article/12.pdf.

M.I. Gasik, N.P.Lyakishev. Theory and technology of electrometallurgy of ferroalloys (SP Internet Engineering, Moscow, 1999).

O.I. Polyakov, M.I. Gasyk. Electrometallurgy of ferroalloys, special steels and alloys (Zhurfond, Dnipropetrovsk, 2009).

Y.H. Fan, Y.P, Zhang, H.G. Guan, H.M. Suo, L. He, AlNiCrFexMo0.2CoCu High Entropy Alloys Prepared by Powder Metallurgy, Rare Metal Materials and Engineering 42(6), 1127 (2013); https://doi.org/10.1016/S1875-5372(13)60074-0.

X.W. Qiu, Microstructure and properties of AlCrFeNiCoCu high entropy alloy prepared by powder metallurgy, Journal of Alloys and Compounds 555, 246 (2013); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.12.071.

G.A. Baglyuk, M.V. Marich, A.A. Mamonova, Structure formation during the synthesis of high-entropy alloys of the Al – Cr – Fe – Ni – Cu, Al – Ti – Cr – Fe – Ni – Cu systems by powder metallurgy methods, Metals Science and Metal Processing, 4, 30 (2015); http://nbuv.gov.ua/UJRN/MOM_2015_4_8.

M.V. Marych, G.A. Bagliuk, A.A. Mamonova, G.M. Molchanovska, Y.J. Yevich, Features of structure, phase composition and properties of hot-forged high-entropy alloys of Ti-Cr-Fe-Ni-C system, Materials science. Nonequilibrium phase transformations, 5(4), 123 (2019); https://stumejournals.com/journals/ms/2019/4/123.

S. Guo, S.T. Liu, Phase stability in high entropy alloys: Formation of solid-solution phase or amorphous phase, Progres in material science: Materials international 21, 433 (2011); https://doi.org/10.1016/S1002-0071(12)60080-X.

G. Bagliuk, G. Maksimova, A. Mamonova, D. Goncharuk, The Structure and Phase Composition Acquired by Fe–Ti–Ni–C Alloys in Thermal Synthesis, Powder Metallurgy and Metal Ceramics 59, 171 (2020); https://doi.org/10.1007/s11106-020-00149-2.