Composition and Structure of FCC-Structured High Entropy Alloys, Irradiated with Helium Ions

V. V. Uglov; Углов В. В.; E. O. Ungarbaev; Унгарбаев Е. О.; A. D. Sapar; Сапар А. Д.; M. V. Koloberdin; Колобердин М. В.; A. E. Kurahmedov; Курахмедов А. Е.; A. L. Kozlovski; Козловский А. Л.; A. E. Ryskulov; Рысқулов А. Е.; N. A. Stepanjuk; Степанюк Н. А.; S. V. Zlotski; Злоцкий С. В.; I. A. Ivanov; Иванов И. А.; K. Jin; Джин К.

doi:10.31857/S1028096023040210

Состав и структура ГЦК-структурированных высокоэнтропийных сплавов, облученных ионами гелия

Авторы: Углов В.В.¹, Унгарбаев Е.О.², Сапар А.Д.², Колобердин М.В.², Курахмедов А.Е.², Козловский А.Л.², Рысқулов А.Е.², Степанюк Н.А.¹, Злоцкий С.В.¹, Иванов И.А.², Джин К.³
Учреждения:
1. Белорусский государственный университет
2. Институт ядерной физики МЭ РК
3. Пекинский технологический институт
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 101-106
Раздел: Статьи
URL: https://pediatria.orscience.ru/1028-0960/article/view/664586
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023040210
EDN: https://elibrary.ru/JGQRSK
ID: 664586

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Объемные образцы высокоэнтропийных сплавов CoCrFeNi и CoCrFeMnNi, изготовленные методом дуговой плавки (из порошка чистоты до 99.97%, аргоновая атмосфера) с последующими отжигами (1150°С, 24 и 72 ч) и холодной прокаткой (85% уменьшения толщины) были облучены ионами He²⁺ (энергия 40 кэВ, флуенс 2 × 10¹⁷ см^–2). Образцы CoCrFeNi и CoCrFeMnNi представляют собой твердые растворы замещения с близким к эквиатомному составу и однородным распределением элементов по глубине сплавов. Они имеют крупнозернистую структуру с размером зерен около 80 мкм для CoCrFeNi и 100 мкм для CoCrFeMnNi сплавов. Выявлено, что микроструктура поверхности, фазовый и элементный состав высокоэнтропийных сплавов устойчивы к облучению. Не обнаружено следов радиационной эрозии и изменений в элементном и фазовом составе сплавов. В сплавах происходит рост плотности дислокаций, что приводит к уменьшению размера областей когерентного рассеяния, а также формируются гелиевые пузыри, приводящие к росту сжимающих макронапряжений. Выявлено, что в облученных сплавах CoCrFeNi преобладают растягивающие микронапряжения, а в сплавах CoCrFeMnNi сжимающие. Установлено, что высокоэнтропийные сплавы CoCrFeMnNi, обладающие более сложным составом, являются более устойчивым к радиационным повреждениям.

Ключевые слова

высокоэнтропийные сплавы, облучение ионами, радиационное дефектообразование, микронапряжения, макронапряжения, рентгенофазовый анализ.

Список литературы

Ye Y.F., Wang Q., Lu J., Liu C.T., Yang Y. // Materials Today. 2016. V. 19. P. 349. https://www.doi.org/10.1016/j.mattod.2015.11.026
Manzoni A.M., Glatzel U. // Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. 2020. V. 2. P. 441. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11774-6
Li W., Xie D., Li D., Zhang Y., Gao Y., Liaw P.K. // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 118. P. 100777. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100777
Son S., Kim S., Kwak J., Gu G.H., Hwang D.S., Kim Y.T., Kim H.S. // Mater. Lett. 2021. V. 300. P. 130130. https://www.doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.01.141
Yu P.F., Zhang L.J., Cheng H., Zhang H., Ma M.Z., Li Y.C., Li G., Liaw P.K., Liu R.P. // Intermetallics. 2016. V. 70. P. 82. https://www.doi.org/10.1016/j.intermet.2015.11.005
Koval N.E., Juaristi J.I., Muiño R.D., Alducin M. // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 145102. https://www.doi.org/10.1063/1.5142239
Zhang Y., Zuo T. T., Tang Z., Gao M.C., Dahmen K.A., Liaw P.K., Lu Z.P. // Prog. Mater. Sci. 2014. V. 6. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2013.10.001
Cantor B., Chang I.T.H., Knight P., Vincent A.J.B. // Mater. Sci. Eng. 2020. V. 375. P. 213. https://www.doi.org/10.1016/j.msea.2003.10.257
Senkov O.N., Scott J.M., Senkova S.V., Miracle D.B., Woodward C.F. // J. Alloys Compounds. 2011. V. 509. P. 6043. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.171
Karati A., Guruvidyathri K., Hariharan V.S., Murty B.S. // Scripta Materialia. 2019. V. 162. P. 465. https://www.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.12.017
Pacheco V., Lindwall G., Karlsson D., Cedervall J., Fritze S., Ek G., Berastegui P., Sahlberg M., Jansson U. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. P. 811. https://www.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b02957
Xia S. Q., Wang Z., Yang T., Zhang Y. // J. Iron Steel Res. 2015. V. 22. P. 879. https://www.doi.org/10.1016/S1006-706X(15)30084-4
Jones N.G., Owen L.R. // Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. 2020. V. 2. P. 393. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.12124-1
Tian Y., Li L., Li J., Yang Y., Li S., Qin G. // Adv. Engineering Mater. 2021. V. 23. P. 2001514. https://www.doi.org/10.1002/adem.202001514
Lu Y., Huang H., Gao X., Ren C., Gao J., Zhang H., Zheng S., Jin Q., Zhao Y., Chenyang L., Wang T., Li T. // J. Mater. Sci. Technol. 2018. V. 35. P. 369. https://www.doi.org/10.1016/j.jmst.2018.09.034
Song H., Ma Q., Zhang W., Tian F. // J. Alloys Compounds. 2021. V. 885. P. 160944. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160944
Zhang Z., Han E.H., Xiang C. // Corrosion Sci. 2021. V. 191. P. 109742. https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2021.109742
Murty B.S., Yeh J.-W., Ranganathan S. High-Entropy Alloy, 1st ed. Butterworth-Heinemann, 2014. 218 p.
Lee C., Chou Y., Kim G., Song G., Gao M.C., Zhang C., Chen W., Poplawsky J., Chou Y.C., Choo H., Liaw P.K. // Adv. Mater. 2020. V. 32. P. 2004029. https://www.doi.org/10.1002/adma.202004029
Рогачев А.С. // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 8. С. 807. https://www.doi.org/10.31857/S0015323020080094
http://www.srim.org/
Zhang Z., Armstrong D.E.J., Grant P.S. // Prog. Mater. Sci. 2022. V. 123. P. 100807. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100807