CoCrFeNi ajaýyp öwrenilen, ýöne çäkli güýji bolan gowy öwrenilen ýüz merkezi kub (fcc) ýokary entropiýa garyndysy (HEA).Bu gözlegiň esasy maksady, ýaýyň eremek usuly bilen dürli mukdarda SiC goşmak bilen şeýle HEA-laryň güýç we süýümliliginiň deňagramlylygyny ýokarlandyrmakdyr.HEA bazasynda hromyň bolmagy ereýän wagtynda SiC-iň dargamagyna sebäp bolýar.Şeýlelik bilen, erkin uglerodyň hrom bilen täsiri hrom karbidleriniň situ emele gelmegine getirýär, erkin kremniý HEA bazasynda erginde galýar we / ýa-da silisidleri emele getirýän HEA bazasyny emele getirýän elementler bilen täsirleşýär.SiC mazmunynyň artmagy bilen mikrostruktura fazasy aşakdaky yzygiderlilikde üýtgeýär: fcc → fcc + eutektiki → fcc + hrom karbid flaklary → fcc + hrom karbid flaklary + silisid → fcc + hrom karbid flaklary + silisid + grafit toplar / grafit flaklar.Alnan kompozitler adaty erginler we ýokary entropiýa erginleri bilen deňeşdirilende gaty giň mehaniki häsiýetleri görkezýär (öndürijilik güýji 277 MPa-dan 60% -den 2522 MPa çenli).Işlenip düzülen ýokary entropiýa kompozitleriniň käbiri mehaniki häsiýetleriň ajaýyp utgaşmasyny görkezýär (hasyl güýji 1200 MPa, uzalma 37%) we hasyl stres-uzalma diagrammasynda ozal ýetip bolmaýan sebitleri eýeleýär.Ajaýyp uzalmakdan başga-da, HEA kompozitleriniň gatylygy we hasyllylygy köp metal äýnek bilen deňdir.Şonuň üçin ýokary entropiýa kompozitleriniň ösmegi ösen gurluş goşundylary üçin mehaniki häsiýetleriň ajaýyp kombinasiýasyna ýetip biler diýip hasaplanýar.
Entokary entropiýa erginleriniň ösüşi metallurgiýada geljegi uly täze düşünje1,2.Entokary entropiýa erginleri (HEA) birnäçe ýagdaýda fiziki we mehaniki häsiýetleriň ajaýyp utgaşmasyny görkezdi, şol sanda ýokary ýylylyk durnuklylygy3,4 superplastiki uzalma5,6 ýadawlyga garşylyk 7,8 poslama garşylyk9,10,11, ajaýyp eşik garşylygy12,13,14 , 15 we tribologiki häsiýetler15, 16,17 hatda ýokary temperaturada 18,19,20,21,22 we pes temperaturada mehaniki häsiýetler23,24,25.HEA-da mehaniki häsiýetleriň ajaýyp utgaşmasy, adatça ýokary konfigurasiýa entropiýa26, güýçli panjara ýoýulmasy27, haýal diffuziýa28 we kokteýl effekti dört esasy täsir bilen baglanyşyklydyr.HEA-lar adatça FCC, BCC we HCP görnüşleri hökmünde toparlara bölünýär.FCC HEA adatça Co, Cr, Fe, Ni we Mn ýaly geçiş elementlerini öz içine alýar we ajaýyp süýümliligi görkezýär (hatda pes temperaturada-da 25), ýöne pes güýji.BCC HEA, adatça, W, Mo, Nb, Ta, Ti we V ýaly ýokary dykyzlykly elementlerden durýar we gaty ýokary güýje eýe, ýöne pes süýümliligi we pes aýratynlygy30.
Mehaniki häsiýetleriň iň oňat utgaşmasyny almak üçin HEA-nyň işleýşine, termomehaniki gaýtadan işlenişine we elementleriň goşulmagyna esaslanýan mikrostruktura modifikasiýasy derňeldi.CoCrFeMnNi FCC HEA ýokary basyşly burulma bilen agyr plastmassa deformasiýasyna sezewar bolýar, bu bolsa gatylygyň (520 HV) we güýjüň (1950 MPa) ep-esli ýokarlanmagyna getirýär, ýöne nanokristally mikrostrukturanyň (~ 50 nm) ösmegi erginini döwýär31 .Ekiz süýümliligiň (TWIP) we CoCrFeMnNi HEA-lara öwrülen plastisitiň (TRIP) goşulmagy, hakyky dartyş güýji gymmatlyklarynyň hasabyna ýokary dartyşly süýümliligi döredýän oňat iş berkligini üpjün edýändigi anyklandy.Aşakda (1124 MPa) 32Güýç we süýümliligiň iň oňat kombinasiýasy bolan materiallary gözlemekde, izoatom däl elementleriň goşulmalaryny ulanyp, köp fazaly HEA-laryň we ewtektiki HEA-laryň ösüşi hem 34,35,36,37,38,39,40,41 barlandy.Hakykatdanam, ewtektiki ýokary entropiýa erginlerinde gaty we ýumşak fazalaryň has gowy paýlanmagy güýç we süýümliligiň has gowy birleşmegine sebäp bolup biljekdigi 35,38,42,43.
CoCrFeNi ulgamy giňden öwrenilen bir fazaly FCC ýokary entropiýa garyndysydyr.Bu ulgam pes we ýokary temperaturada çalt işlemegi gatylaşdyrýan häsiýetleri44 we ajaýyp süýümliligi 45,46 görkezýär.Dänäni arassalamak25, birmeňzeş mikrostruktura 49, ýagyş 50,51,52 we öwrülişikli plastisit (TRIP) 53 ýaly pes güýjüni (~ 300 MPa) 47,48 gowulandyrmak üçin dürli synanyşyklar edildi.Düzümli merkezi kub HEA CoCrFeNi-iň agyr şertlerde sowuk çyzgy bilen arassalanmagy, güýji takmynan 300 MPa47.48-den 1,2 GPa25-e çenli ýokarlandyrýar, ýöne süýümiň ýitgisini 60% -den 12,6% -e çenli azaldar.Al-yň CoCrFeNi-iň HEA-a goşulmagy, öndürijilik güýjüni 786 MPa we degişlilikde uzaldyşyny takmynan 22% 49-a çenli ýokarlandyrýan birmeňzeş mikrostrukturanyň döremegine sebäp boldy.CoCrFeNi HEA çökündileri emele getirmek üçin Ti we Al bilen goşuldy we şeýlelik bilen ygalyň güýçlenmegini emele getirdi, hasyllylygy 645 MPa we uzalmagy 39% 51-e ýetdi.TRIP mehanizmi (ýüz merkezi kub → geksedral martensitiki öwrülişik) we ekizlemek CoCrFeNi HEA-nyň dartyş güýjüni 841 MPa, arakesmede bolsa 76% 53-e çenli ýokarlandyrdy.
Şeýle hem güýç we süýümliligiň has gowy utgaşmasyny görkezip biljek ýokary entropiýa kompozitlerini ösdürmek üçin HEA ýüz merkezi kub matrisasyna keramiki berkitme goşmak synanyşyklary edildi.Entokary entropiýa eýe bolan kompozitler wakuum arkasynyň eremegi44, mehaniki garyndy 45,46,47,48,52,53, uçgun plazma sinteri 46,51,52, wakuum gyzgyn basyş 45, gyzgyn izostatiki basyş 47,48 we goşmaça önümçilik prosesleriniň ösüşi bilen gaýtadan işlenildi43, 50.WC44, 45, 46, Al2O347, SiC48, TiC43, 49, TiN50 we Y2O351 ýaly karbidler, oksidler we nitridler HEA kompozitleriniň ösüşinde keramiki berkitme hökmünde ulanyldy.Güýçli we çydamly HEA birleşmesini taslamak we ösdürmekde dogry HEA matrisa we keramika saýlamak aýratyn möhümdir.Bu işde CoCrFeNi matrisa materialy hökmünde saýlandy.CoCrFeNi HEA-a dürli mukdarda SiC goşuldy we olaryň mikrostruktura, fazanyň düzümine we mehaniki aýratynlyklaryna täsiri öwrenildi.
HEA kompozitlerini döretmek üçin çig mal hökmünde başlangyç bölejikler görnüşindäki Co, Cr, Fe we Ni (99,95 wt%) we SiC tozy (arassalygy 99%, ululygy -400 mesh) ulanyldy.CoCrFeNi HEA-nyň izoatomiki düzümi ilki ýarym şarda suw bilen sowadylan mis galypda ýerleşdirildi, soňra kamera 3 · 10-5 mbar ewakuasiýa edildi.Purokary arassa argon gazy, sarp edilmeýän wolfram elektrodlary bilen arkanyň eremegi üçin zerur wakuuma ýetmek üçin girizilýär.Alnan ingotlar oňat birmeňzeşligi üpjün etmek üçin tersine we bäş gezek aýrylýar.Dürli kompozisiýalaryň ýokary entropiýa kompozitleri, bäş gezek inwersiýa bilen täzeden birleşdirilen we her ýagdaýda gaýtadan dikeldilen ekwiatomiki CoCrFeNi düwmelerine belli bir mukdarda SiC goşmak bilen taýýarlandy.Alnan kompozisiýadan galyp edilen düwme, hasam synag we häsiýetlendirmek üçin EDM-iň kömegi bilen kesildi.Mikrostruktura gözlegleri üçin nusgalar adaty metallografiki usullara laýyklykda taýýarlandy.Ilki bilen, mukdar fazasynyň derňewi üçin Leica Image Analysis (LAS Faza Expert) programma üpjünçiligi bilen ýeňil mikroskop (Leica Microscope DM6M) ulanylyp, nusgalar barlandy.Fazanyň derňewi üçin umumy meýdany takmynan 27,000 m2 bolan dürli sebitlerde alnan üç sany surat saýlandy.Himiki kompozisiýa derňewi we elementleriň paýlanyş derňewi ýaly has jikme-jik mikrostruktura gözlegleri, energiýa dispersiýa spektroskopiýa (EDS) derňew ulgamy bilen enjamlaşdyrylan skaner elektron mikroskopynda (JEOL JSM-6490LA) geçirildi.HEA birleşmesiniň kristal gurluşynyň häsiýetnamasy, 0.04 ° basgançakly CuKα çeşmesini ulanyp, rentgen difraksiýa ulgamy (Bruker D2 faza üýtgediji) arkaly amala aşyryldy.Mikrostruktura üýtgemeleriniň HEA kompozitleriniň mehaniki aýratynlyklaryna täsiri Wikers mikrohardness synaglary we gysyş synaglary arkaly öwrenildi.Gatylyk synagy üçin, her nusga üçin azyndan 10 indentasiýa ulanyp, 15 s üçin 500 N ýük ulanylýar.HEA kompozitleriniň otag temperaturasynda gysyş synaglary, başlangyç dartyş tizliginde Şimadzu 50KN uniwersal synag maşynynda (UTM) gönüburçly nusgalarda (7 mm × 3 mm × 3 mm) geçirildi.
Entokary entropiýa kompozitleri, mundan beýläk S-1-den S-6 nusgalary diýlip atlandyrylýar, CoCrFeNi matrisasyna 3%, 6%, 9%, 12%, 15% we 17% SiC (hemmesi agramy boýunça) goşmak bilen taýýarlandy. .degişlilikdeHiç bir SiC goşulmadyk salgylanma nusgasyna mundan beýläk S-0 nusgasy diýilýär.Ösen ösen HEA kompozitleriniň optiki mikrograflary Şekillerde görkezilýär.1, bu ýerde dürli goşundylaryň goşulmagy sebäpli, CoCrFeNi HEA-nyň bir fazaly mikrostrukturasy dürli morfologiýa, ululyk we paýlanyş bilen köp fazalardan ybarat mikrostruktura öwrüldi.Kompozisiýadaky SiC mukdary.Her tapgyryň mukdary LAS Faza Expert programma üpjünçiligini ulanyp şekil derňewinden kesgitlenildi.1-nji surata (ýokarky sagda) goýlan bu derňew üçin mysal meýdany, şeýle hem her faza komponenti üçin meýdan bölegi görkezilýär.
Ösen ösen ýokary entropiýa kompozitleriniň optiki mikrograflary: (a) C-1, (b) C-2, (c) C-3, (d) C-4, (e) C-5 we (f) C- 6.Giriş, LAS Faza Expert programma üpjünçiligini ulanyp, kontrast esasly şekil fazasynyň derňew netijeleriniň mysalyny görkezýär.
Injirde görkezilişi ýaly.1a, C-1 birleşmesiniň matrisa göwrümleriniň arasynda emele gelen elektiki mikrostruktura, bu ýerde matrisanyň we ewtektiki fazalaryň mukdary degişlilikde 87,9 ± 0.47% we 12.1% ± 0.51% hasaplanýar.1b suratda görkezilen birleşmede (C-2), gatylaşma döwründe ewtektiki reaksiýanyň alamatlary ýok we C-1 birleşmesinden düýpgöter tapawutly mikrostruktura syn edilýär.C-2 birleşmesiniň mikrostrukturasy birneme inçe bolup, matrisa fazasynda (fcc) birmeňzeş paýlanan inçe tabaklardan (karbidlerden) durýar.Matrisanyň we karbidiň göwrüm bölekleri degişlilikde 72 ± 1,69% we 28 ± 1,69% hasaplanýar.Matrisa we karbidden başga-da, 1c-nji suratda görkezilişi ýaly, C-3 birleşmesinde täze faza (silisid) tapyldy, bu ýerde silisid, karbid we matrisa fazalarynyň göwrüm bölekleriniň takmynan 26,5% ± diýlip çaklanylýar. Degişlilikde 0,41%, 25,9 ± 0.53 we 47,6 ± 0.34.C-4 birleşmesiniň mikrostrukturasynda başga bir täze faza (grafit) hem syn edildi;jemi dört tapgyr kesgitlenildi.Grafit fazasy optiki şekillerdäki gara kontrastly aýratyn globulýar görnüşe eýe we diňe az mukdarda bolýar (çak edilýän göwrüm bölegi takmynan 0,6 ± 0,30%).C-5 we C-6 kompozitlerinde diňe üç faza kesgitlenildi we bu kompozitlerdäki garaňky gapma-garşylykly grafit fazasy flak görnüşinde ýüze çykýar.Kompozit S-5-de grafit bölekleri bilen deňeşdirilende, Kompozit S-6-daky grafit bölekleri has giň, gysga we yzygiderli.Grafit mazmunynyň degişli ýokarlanmagy C-5 birleşmesindäki 14,9 ± 0.85% -den C-6 birleşmesinde takmynan 17,4 ± 0.55% -e çenli ýokarlandy.
HEA kompozisiýasyndaky her fazanyň jikme-jik mikrostrukturasyny we himiki düzümini has giňişleýin öwrenmek üçin SEM-iň kömegi bilen nusgalar gözden geçirildi we EMF nokat derňewi we himiki kartalaşdyryş hem geçirildi.Birleşdirilen C-1 üçin netijeler injirde görkezilýär.2, esasy matrisa fazasynyň sebitlerini bölýän elektiki garyndylaryň bolmagy aýdyň görünýär.Birleşdirilen C-1-iň himiki kartasy 2c-nji suratda görkezilýär, bu ýerde Co, Fe, Ni we Si matrisa fazasynda birmeňzeş paýlanýandygyny görmek bolýar.Şeýle-de bolsa, HEA bazasynyň beýleki elementleri bilen deňeşdirilende matrisa fazasynda az mukdarda Cr tapyldy, bu Cr-iň matrisadan ýaýrandygyny görkezýär.SEM şekilindäki ak elektiki fazanyň düzümi, hrom karbididigini görkezýän hrom we ugleroda baýdyr.Mikrostrukturada aýratyn SiC bölejikleriniň ýoklugy, matrisadaky hromyň pes mukdary we hrom baý fazalary öz içine alýan elektiki garyndylaryň bolmagy, eremegiň dowamynda SiC-iň doly dargamagyny görkezýär.SiC-iň dargamagy netijesinde kremniý matrisa fazasynda eräp, erkin uglerod hrom bilen täsirleşip, hrom karbidlerini emele getirýär.Görşümiz ýaly, diňe uglerod EMF usuly bilen hil taýdan kesgitlenildi we fazanyň emele gelmegi rentgen difraksiýa nagyşlarynda häsiýetli karbid pikleriniň kesgitlenmegi bilen tassyklandy.
(a) S-1 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan şekil, (c) element kartasy, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
Birleşdirilen C-2-iň derňewi injirde görkezilýär.3. Optiki mikroskopiýadaky görnüşe meňzeş ýaly, SEM barlagy diňe iki fazadan ybarat inçe gurluşy ýüze çykardy, inçe lamel fazasynyň bolmagy struktura boýunça deň paýlandy.matrisa fazasy, we elektiki faza ýok.Elementiň paýlanyşy we lamellar fazasynyň EMF nokady seljermesi, bu fazada Cr (sary) we C (ýaşyl) has ýokary mazmuny ýüze çykardy, bu eremegiň dowamynda SiC-iň dargamagyny we goýberilen uglerodyň hrom täsiri bilen täsirini görkezýär. .VEA matrisasy lamellar karbid fazasyny emele getirýär.Elementleriň paýlanyşy we matrisa fazasynyň nokat seljermesi kobaltyň, demiriň, nikeliň we kremniniň köpüsiniň matrisa fazasynda bardygyny görkezdi.
(a) S-2 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan şekil, (c) element kartasy, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
C-3 kompozitleriniň SEM gözlegleri karbid we matrisa fazalaryndan başga-da täze fazalaryň bardygyny ýüze çykardy.Başlangyç karta (4c-nji surat) we EMF nokat derňewi (4d-nji surat) täze tapgyryň nikel, kobalt we kremniy baýdygyny görkezýär.
(a) S-3 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan şekil, (c) element kartasy, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
C-4 birleşmesiniň SEM we EMF derňewiniň netijeleri Şekillerde görkezilýär.5. Birleşdirilen C-3-de syn edilen üç fazadan başga-da, grafit düwünleriniň barlygy hem tapyldy.Silikon baý fazanyň göwrüm bölegi hem C-3 birleşmesinden has ýokary.
(a) S-4 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan surat, (c) element kartasy, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
S-5 we S-6 kompozitleriniň SEM we EMF spektriniň netijeleri degişlilikde 1 we 2. 6 we 7-nji suratlarda görkezilýär.Az sanly sferadan başga-da, grafit bölejikleriniň barlygy hem syn edildi.Grafit bölekleriniň sany we C-6 birleşmesinde kremnini öz içine alýan fazanyň göwrüm bölegi C-5 birleşmesinden has köp.
(a) C-5 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan görnüş, (c) elementar karta, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
(a) S-6 nusgasynyň SEM şekili, (b) ulaldylan surat, (c) element kartasy, (d) görkezilen ýerlerde EMF netijeleri.
HEA kompozitleriniň kristal gurluş häsiýetnamasy hem XRD ölçegleri arkaly ýerine ýetirildi.Netije 8-nji suratda görkezilýär. Esasy WEA (S-0) difraksiýa nagşynda diňe fcc fazasyna gabat gelýän pikler görünýär.C-1, C-2 we C-3 kompozitleriniň rentgen difraksiýa nagyşlary, hrom karbidine (Cr7C3) laýyk gelýän goşmaça pikleriň bardygyny ýüze çykardy we C-3 we C-4 nusgalary üçin intensiwligi pesdi. bu nusgalar üçin EMF maglumatlary bilen.Co / Ni silisidlerine gabat gelýän pikler S-3 we S-4 nusgalary üçin, 2-nji we 3-nji suratlarda görkezilen EDS kartalaşdyryş netijelerine laýyk gelýär, 3-nji we 4-nji suratda görkezilişi ýaly 5 we S-6 pikleri syn edildi. grafitine laýyk gelýär.
Ösen kompozitleriň mikrostruktura we kristalografiki aýratynlyklary goşulan SiC-iň dargamagyny görkezýär.Bu, VEA matrisasynda hromyň bolmagy bilen baglanyşykly.Hromyň uglerod 54.55 üçin gaty ýakynlygy bar we matrisanyň hrom düzüminiň peselmeginden görnüşi ýaly erkin uglerod bilen karbid emele getirýär.Si SiC56-nyň bölünmegi sebäpli fcc fazasyna geçýär.Şeýlelik bilen, HEA bazasyna SiC goşulmagynyň köpelmegi karbid fazasynyň we mikrostrukturada mugt Si mukdarynyň köpelmegine sebäp boldy.Bu goşmaça Si matrisada pes konsentrasiýalarda (S-1 we S-2 kompozitlerinde), has ýokary konsentrasiýalarda (S-3-den S-6 kompozitleri) goşmaça kobalt çökdürilmegine sebäp bolýandygy anyklandy.nikel silisid.Cookary temperaturaly kalorimetriýa bilen göni sintez etmek arkaly alnan Co we Ni silisidleriniň emele gelmeginiň adaty entalpiýasy, degişlilikde Co2Si, CoSi we CoSi2 üçin -37,9 ± 2.0, -49.3 ± 1.3, -34,9 ± 1,1 kJ mol -1 bolýar. bahalary degişlilikde Ni2Si we Ni5Si2 üçin 50,6 ± 1,7 we - 45.1 ± 1,4 kJ mol-157.Bu bahalar, SiC-iň emele gelmeginiň ýylylygyndan pesdir, bu bolsa Co / Ni silisidleriniň emele gelmegine alyp barýan SiC-iň bölünmeginiň energiýa taýdan amatlydygyny görkezýär.S-5 we S-6 kompozitleriniň ikisinde-de silisidiň emele gelmeginden başga siňdirilen goşmaça erkin kremniý bardy.Bu mugt kremniniň adaty polatlarda görlen grafitizasiýa goşant goşandygy anyklandy58.
HEA esasly ösen keramiki-berkidilen kompozitleriň mehaniki aýratynlyklary gysyş synaglary we gatylyk synaglary bilen derňelýär.Ösen ösen kompozitleriň stres-gysyş egrileri Şekillerde görkezilýär.9a, we 9b suratda belli bir hasyl güýji, hasyl güýji, gatylyk we ösen kompozitleriň uzalmagy arasynda dargadyjy görkezilýär.
(a) gysyjy dartyş egrileri we (b) belli bir hasyl stresini, hasyl güýjüni, gatylygyny we uzalmagyny görkezýän dargadyjy ýerler.Diňe S-0-dan S-4 nusgalarynyň görkezilýändigine üns beriň, sebäbi S-5 we S-6 nusgalarynda möhüm guýma kemçilikleri bar.
Injirde görkezilişi ýaly.9, hasyl güýji esasy VES (C-0) üçin 136 MPa-dan C-4 birleşmesi üçin 2522 MPa çenli ýokarlandy.Esasy WPP bilen deňeşdirilende, S-2 birleşmesi takmynan 37% şowsuzlyga çenli gaty gowy uzaldyldy we has ýokary hasyllylyk güýjüni görkezdi (1200 MPa).Bu birleşmäniň kuwwatynyň we süýümliliginiň ajaýyp utgaşmasy, umumy hereketiň päsgel bermegine garaşylýan inçe karbid lamelanyň mikrostruktura boýunça birmeňzeş paýlanyşyny goşmak bilen umumy mikrostrukturanyň gowulaşmagy bilen baglanyşyklydyr.C-3 we C-4 kompozitleriniň hasyllylygy degişlilikde 1925 MPa we 2522 MPa.Bu ýokary hasyllylygy sementlenen karbidiň we silisid fazalarynyň ýokary göwrümli bölegi bilen düşündirip bolar.Şeýle-de bolsa, bu tapgyrlaryň bolmagy diňe 7% arakesmede uzaldyldy.Esasy kompozitleriň CoCrFeNi HEA (S-0) we S-1 stres-gysyş egrileri, ekiz effektiň ýa-da TRIP59,60 işjeňleşendigini görkezýän konweksdir.S-1 nusgasy bilen deňeşdirilende, S-2 nusgasynyň stres-dartyş egrisi takmynan 10,20% ştammda konkaw görnüşe eýe, bu adaty ýerleşiş süýşmesiniň bu deformasiýa ýagdaýynda nusganyň esasy deformasiýa re 60imidir60,61 .Şeýle-de bolsa, bu nusgadaky gatylaşma derejesi uly ştamm aralygynda ýokary bolmagynda galýar we has ýokary ştamlarda konweksiýa geçiş hem görünýär (munuň ýaglanan gysyjy ýükleriň şowsuzlygy bilen baglanyşyklydygyny inkär edip bolmaz).).C-3 we C-4 kompozitleri, mikrostrukturada karbidleriň we silisidleriň has köp mukdarda fraksiýalarynyň bolmagy sebäpli çäkli plastiklige eýe.C-5 we C-6 kompozitleriniň nusgalarynyň gysyş synaglary, bu kompozitleriň nusgalarynda düýpli guýma kemçilikleri sebäpli geçirilmedi (10-njy surata serediň).
C-5 we C-6 kompozitleriniň nusgalarynda guýma kemçilikleriniň stereomikograflary (gyzyl oklar bilen görkezilýär).
VEA kompozitleriniň gatylygyny ölçemegiň netijeleri Şekillerde görkezilýär.9b.Esasy WEA gatylygy 130 ± 5 HV, S-1, S-2, S-3 we S-4 nusgalarynyň berkligi 250 ± 10 HV, 275 ± 10 HV, 570 ± 20 HV we 755 ± 20 HV.Gatylygyň ýokarlanmagy gysyş synaglaryndan alnan hasyl güýjüniň üýtgemegi bilen oňat ylalaşýardy we birleşmedäki gaty jisimleriň köpelmegi bilen baglanyşyklydy.Her nusganyň maksatly düzümine esaslanan hasaplanan hasyl hasyly injirde hem görkezilýär.9b.Umuman alanyňda, C-2 birleşmesi üçin hasyl güýjüniň (1200 MPa), gatylygyň (275 ± 10 HV) we şowsuzlyga çenli uzalmagynyň (~ 37%) iň oňat utgaşmasy syn edilýär.
Önümçiligiň kuwwatyny we ösen kompozitiň dürli synplaryň materiallary bilen deňeşdirilende uzalmagy 11a-njy suratda görkezilýär.Bu gözlegde CoCrFeNi esasly kompozitler, islendik stres derejesinde ýokary uzalma görkezdi62.Şeýle hem bu işde işlenip düzülen HEA kompozitleriniň häsiýetleriniň uzalma garşy hasyl güýji meýdanynyň ozal işlenmedik sebitinde ýerleşýändigini görmek bolýar.Mundan başga-da, ösen kompozitleriň giň güýji (277 MPa, 1200 MPa, 1925 MPa we 2522 MPa) we uzalma (> 60%, 37%, 7.3% we 6.19%) birleşmesine eýe.Önümçilik güýji, ösen in engineeringenerçilik programmalary üçin materiallary saýlamakda möhüm faktordyr 63,64.Bu nukdaýnazardan, häzirki oýlap tapyşyň HEA kompozitleri hasyllylygyň we uzalmagyň ajaýyp utgaşmasyny görkezýär.Sebäbi pes dykyzlykly SiC goşulmagy ýokary öndürijilik güýji bolan kompozitlere sebäp bolýar.HEA kompozitleriniň hasyl öndürijiligi we uzalmagy 11b-nji suratda görkezilişi ýaly HEA FCC we refrakter HEA bilen deňdir.Ösen kompozitleriň gatylygy we hasyllylygy, uly metal äýnekler bilen deňdir 65 (11-nji surat).Uly metal äýnekler (BMS) ýokary gatylygy we hasyllylygy bilen häsiýetlendirilýär, ýöne uzynlygy 66,67.Şeýle-de bolsa, bu işde işlenip düzülen käbir HEA kompozitleriniň gatylygy we hasyllylygy hem ep-esli uzaldyldy.Şeýlelik bilen, VEA tarapyndan işlenip düzülen kompozitleriň dürli gurluş goşundylary üçin mehaniki häsiýetleriň özboluşly we gözlenýän kombinasiýasy bar diýen netijä gelindi.Mehaniki häsiýetleriň bu täsin utgaşmasyny, FCC HEA matrisasynda ýerleşýän gaty karbidleriň birmeňzeş ýaýramagy bilen düşündirip bolar.Şeýle-de bolsa, güýçleriň has gowy utgaşmasyny gazanmagyň maksady hökmünde keramiki fazalaryň goşulmagy netijesinde ýüze çykan mikrostruktura üýtgemeleri S-5 we S-6 kompozitlerinde tapylan kemçilikler ýaly guýma kemçiliklerinden gaça durmak üçin ünsli öwrenilmeli we gözegçilikde saklanmalydyr we süýümlilik.jyns.
Bu gözlegiň netijeleri dürli gurluş materiallary we HEA-lar bilen deňeşdirildi: (a) hasyllylyk güýjüne garşy uzalma62, (b) süýümlilige garşy belli bir hasyl stres63 we (c) gatylyk bilen deňeşdirilende hasyl güýji65.
SiC goşulmagy bilen HEA CoCrFeNi ulgamyna esaslanýan HEA-keramiki kompozitleriň tapgyrynyň mikrostrukturasy we mehaniki aýratynlyklary öwrenildi we aşakdaky netijeler çykaryldy:
Entokary entropiýa garyndy kompozitleri, ýaýyň eremek usuly bilen CoCrFeNi HEA-a SiC goşup üstünlikli ösdürilip bilner.
SiC ýaýyň eremegi wagtynda dargaýar, karbid, silisid we grafit fazalarynyň ýagdaýynda emele gelýär, olaryň barlygy we göwrümi HEA bazasyna goşulan SiC mukdaryna baglydyr.
HEA kompozitleri has oňat mehaniki häsiýetleri görkezýär, häsiýetleri uzaldyş meýdançasyna garşy hasyl güýjüne ozal işlenmedik ýerlere düşýär.6 wt% SiC ulanyp öndürilen HEA kompozitiniň öndürijilik güýji, 37% süýümliligi saklamak bilen, esasy HEA-dan sekiz esse köpdi.
HEA kompozitleriniň gatylygy we hasyllylygy köp mukdarda metal äýnekleriň arasynda (BMG).
Tapyndylar, ýokary entropiýa garyndy kompozitleriniň ösen gurluş goşundylary üçin metal-mehaniki häsiýetleriň ajaýyp kombinasiýasyna ýetmek üçin geljegi uly çemeleşmäni görkezýändigini görkezýär.
Iş wagty: Iýul-12-2023