Phase Composition, Microstructure and Mechanical Properties of AlCrCoCuFeNiх High-Entropy Alloys System

Мирослав Васильович Карпець, Олена Сергіївна Макаренко, Олександр Миколайович Мисливченко, Віктор Федорович Горбань

Abstract


In this study, the AlCrCoCuFeNiх(where х = 0; 0,5; 1; 2 and 3) high-entropy alloys were prepared by vacuum arc melting and their phase composition, microstructures and mechanical properties were investigated. According to X-Ray analysis data, phase composition of alloys depending on Ni content. It was found that the structure transformed from mixture B2+FCC solid solutions into FCC solid solution with the increase of Ni content. Quantity of BCC phase solid solution is decreased with increasing Ni content, and, respectively, the quantity of FCC phase solid solution increases. Also, the lattice period of the FCC solid solution increases with decreasing Nickel content. Microstructure and chemical composition of dendritic and interdendritic regions were investigated by using scanning electron microscopy. Interdendritic region depending on the contents of Ni has a high content of Cu. Cu-rich phase has the FCC solid solution structure, and depleted Cu phase has the BCC solid solution structure. The maximum hardness has an alloy that contains no nickel.

Keywords


High-entropy alloy; Solid solution; Electron concentration; Microstructure; Microhardness

References


Y.P. Wang et al., “Microstructure and compressive properties of AlCrFeCoNi high entropy alloy,” Mat. Sci. and Eng. A 491, pp. 154—158, 2008.

F.J. Wang and Y. Zhang, “Effect of Co Addition on Crystal Structure and Mechanical Properties of Ti0.5CrFeNiAlCo High entropy alloy,” J. Mater. Sci. Eng. A 496, рp. 214— 216, 2008.

Ch. Zhang et al., “Computational Thermodynamics Aided High-Entropy Alloy Design,” JOM, vol. 64, No. 7, рp. 839—845, 2012.

J.W. Yeh, “Recent progress in high-entropy alloys,” Ann. Chim. Sci. Mat., vol. 31, pp. 633—648, 2006.

W.-Y. Tang et al., “Microstructure and Mechanical Performance of Brand-New Al0.3CrFe1.5MnNi0.5 High-Entropy Alloys,” Advanced Engineering Materials, vol. 11, No. 10, рp.788—794, 2009.

Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Крапивка Н.А. и др. Механические свойства литых многокомпонентных сплавов при высоких температурах // Сов. пробл. физич. мате- риаловед. — 2008. — Вып. 17. — С. 126—139.

Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Крапивка Н.А. и др. Механические свойства многокомпонентного титанового сплава // Пробл. прочности. — 2010. — № 5. — С. 178—189.

Горбань В.Ф., Назаренко В.А., Даниленко Н.И. и др. Влияние деформирования на фазовый состав и физико-механические свойства высокоэнтропийных спла- вов // Деформация и разрушение материалов. — 2013. — № 9. — С. 2—6.

Фирстов С. А., Рогуль Т. Г., Крапивка Н. А. и др. Влияние скорости кристаллизации на структуру, фазовый состав и твердость высокоэнтропийного сплава AlTiVCrNbMo // Деформация и разрушение материалов. — 2013. — № 10. — С. 8—15.

W.A. Dollase, “Correction of intensities for preferred orientation of the March model,” J. Appl. Cryst, vol. 19, pр. 267—272, 1986.

Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Печковский Э.П. и др. Связь прочностных характеристик материалов с показателями автоматического индентирования // Ма- териаловед. — 2007. — № 11. — С. 26—31.

S. Singh et al., “Decomposition in multi-component AlCoCrCuFeNi high-entropy alloy,” Acta Materialia, vol. 59, pр. 182—190, 2011.

Шульце Г. Металлофизика: Пер. с нем. — М: Мир, 1971. — 504 с.

Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат. — 1991. — 1232 с.

Барабаш О.М., Коваль Ю.Н. Структура и свойства металлов и сплавов: Справочник. Кристаллическая структура металлов и сплавов. — К.: Наук. думка. — 1986. — 598 с.

Kuznetsov A.V. et al., “Tensile properties of an AlCrCu- NiFeCo high-entropy alloy in as-cast and wrought conditions,” Materials Sci. and Eng., A 533, pр. 107—118, 2012.

Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Крапивка Н.А., Печковский Э.П. Новый класс материалов — высокоэнтропийные сплавы и покрытия // Вестник ТГУ. — 18, вып. 4. — С. 1938—1940, 2013.


GOST Style Citations


 

 





DOI: http://dx.doi.org/10.20535/1810-0546.2014.2.60399

Refbacks

  • There are currently no refbacks.