مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

اثر اضافه کردن کربن بر خواص خوردگی آلیاژ آنتروپی بالای FeCoCrMnNi

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، گلپایگان، 87717-67498، ایران
2 دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان- گروه مهندسی مواد
چکیده
آلیاژسازی تکنیکی است که از دیرباز برای ارائه خواص مطلوب در مواد مورد استفاده قرار گرفته است. عمدتاً شامل افزودن مقادیر نسبتاً کمی از عناصر ثانویه به یک عنصر اولیه و اصلی است. اخیراً، یک استراتژی آلیاژی جدید که شامل ترکیب چند عنصر اصلی در غلظت‌های بالا برای ایجاد مواد جدیدی به نام آلیاژهای با آنتروپی بالا است، توسط چندین محقق مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، محاسبات ترمودینامیکی و قوانین تشکیل فاز آلیاژ آنتروپی بالای FeCoCrMnNi مورد بحث قرار گرفته است. آلیاژهای FeCoCrMnNi و FeCoCrMnNiC0.2 با آنتروپی بالا با استفاده از یک کوره ذوب قوس خلاء ریخته‌گری شدند. نتایج نشان داد که هر دو آلیاژ آنتروپی بالا یک فاز محلول جامد FCC را بدون هیچ ناخالصی یا فاز دیگری تشکیل دادند. کل الگوی تجزیه و تحلیل پالایش ریتولد نشان داد که افزودن کربن به آلیاژ آنتروپی بالا FeCoCrMnNi اندازه کریستالیت را کاهش داد. علاوه بر این، نتایج آزمون خوردگی تافل نشان داد که مقاومت به خوردگی آلیاژ آنتروپی بالا FeCoCrMnNi 185 برابر با افزودن کربن افزایش یافت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1] Yeh J.W, C.S.L.S, Gan j.Y, Chin T.S, Shun T.I, Nanostructured High‐Entropy Alloys with Multiple Principal Elements: Novel Alloy Design Concepts and Outcomes, Advanced Engineering Materials. 2004; 6: 299-303.
[2] Cantor B, Chang I.T.H, K.P, Vincent A.J.B, Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys, JournalMaterials science and engineering a-Structural materials properties microstructure and processing. 2004; 375-377: 213-218.
[3] Zhang K, Fu Z, Effects of annealing treatment on phase composition and microstructure of CoCrFeNiTiAlx high-entropy alloys, Intermetallics. 2012; 22: 24-32.
[4] Hung P.K, Yeh J.W, S.T, Yeh J.W, Multi‐Principal‐Element Alloys with Improved Oxidation and Wear Resistance for Thermal Spray Coating. Advanced Engineering Materials 2004; 6: 74-78.
[5] JW Y, Recent progress in high-entropy alloys, European Journal of Control. 2006; 31: 633-648.
[6] MS C.T.S.I.Y.J.W, Nanostructured nitride films of multi-element high-entropy alloys by reactive DC sputtering, Surface and Coatings Technology. 2004; 188-189: 193-200.
[7] Chin You Hsu J.W.Y, Swe Kai Chen, Tao Tsung Shun, Wear resistance and high-temperature compression strength of Fcc CuCoNiCrAl0.5Fe alloy with boron addition, Metall Mater Trans A. 2004; 35: 1465-1469.
[8] Zhou Y.J, Zhang Y, Wang Y.L, Chen G.L, Solid solution alloys of AlCoCrFeNiTix with excellent room-temperature mechanical properties, Applied Physics Letters. 2007; 90.
[9] Li B.a, YP W, and Ren M.X and Yang C and Fu H.Z, Effects of Mn, Ti and V on the microstructure and properties of AlCrFeCoNiCu high entropy alloy, Mater Sci Eng A. 2008; 498: 498-482.
[10] Tong, C. J, Chen, M. R, Yeh J.W, Lin S.J, Lee P.H, Shun, T.T, et al. Mechanical performance of the AlXCo  CrCuFeNi high-entropy alloy system with multiprincipal elements, Metallurgical and Materials Transactions A-physical Metallurgy and Materials Science - METALL MATER TRANS A. 2005; 36: 1263-1271.
[11] Xu Z, Li Z, Tong Y, Zhang W, Wu Z, Microstructural and mechanical behavior of a CoCrFeNiCu4 non-equiatomic high entropy alloy, Journal of Materials Science & Technology 2020; 60.
[12] Ren B.a, ZX L and Li, DM and Shi, L and Cai, B and Wang M.X, Effect of elemental interaction on microstructure of CuCrFeNiMn high entropy alloy system, Journal of Alloys and Compounds. 2010; 493: 148-153.
[13] Cantor B, Chang I. T. H, Knight P, Vincent a.A.J.B, Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys. Materials Science and Engineering: A. 2003; 375–377: 213–218.
[14] Xiao L. L, Zheng Z. Q, Guo S.W, Huang P, and Wang F, Ultra-strong nanostructured CrMnFeCoNi high entropy alloys, Mater Des. 2020; 194: 108.
[15] Zhang F, Polymorphism in a high-entropy alloy, Nat Commun 8 (217).
[16] Lutterotti L, Maud: A Rietveld Analysis Program Designed for the Internet and Experiment Integration. Acta Crystallographica Section A - ACTA CRYSTALLOGR A. 2000; 56.
[17] Gonçalves A.P, Almeida M, Extended Miedema model: Predicting the formation enthalpies of intermetallic phases with more than two elements. Physica B: Condensed Matter. 1996; 228(3): 289-94.
[18] Takeuchi A, Inoue A, Classification of Bulk Metallic Glasses by Atomic Size Difference, Heat of Mixing and Period of Constituent Elements and Its Application to Characterization of the Main Alloying Element. Materials Transactions - MATER TRANS. 2005; 46: 2817-29.
[19] Uranaka S, Hirashima I, Maeda T, Masumura T, Tsuchiyama T, Kawamoto Y, et al. Quantitative Analysis of Hardening Due to Carbon in Solid Solution in Martensitic Steels. ISIJ International. 2023; 63(3): 569-78 .