Багатокомпонентні AlSiNiCoFeCr і AlSiNiCoFeCrTi високоентропійні покриття на сталі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЮркова, Олександра Іванівна
dc.contributor.authorЧернявський, Вадим Вікторович
dc.contributor.authorМатвєєв, Олександр Миколайович
dc.contributor.authorГандзюк, Сергій Юрійович
dc.contributor.authorYurkova, Alexandra Ivanovna
dc.contributor.authorChernyavsky, V. V.
dc.contributor.authorMatveev, A. N.
dc.contributor.authorGandzyuk, S. Y.
dc.contributor.authorЮркова, Александра Ивановна
dc.contributor.authorЧернявский, Вадим Викторович
dc.contributor.authorМатвеев, Александр Николаевич
dc.contributor.authorГандзюк, Сергей Юрьевич
dc.date.accessioned2018-08-22T08:18:28Z
dc.date.available2018-08-22T08:18:28Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenBackground. In many situations, only the contact surface properties are important in determining performance of the component in practical applications. Therefore, the use of a coating from materials with high physical and mechanical characteristics, such as high-entropy alloys (HEA), has several attractive advantages. HEAs have been found to have novel microstructures and unique properties. Considering HEA’s tendency to form simple structures, fabricating HEA coating by electron beam welding process is of great significance and potential for extensive use. Until now this novel method for preparing HEA coatings has just been reported by any organizations. Objective. The purpose of this work is to study the features of microstructure, phase and chemical composition, and microhardness of HEA coatings, produced by electron-beam welding on steel substrate of 6 and 7-component powder equiatomic mixtures of the system Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti. Methods. The coatings were obtained by electron-beam welding. The microstructure, chemical composition, and constituent phases of the synthesized coatings were characterized by SEM, EDX, and XRD analysis, respectively. Microhardness was also evaluated. Results. Experimental results demonstrate that the AlSiNiСоFeCr and AlSiNiСоFeCrTi HEA coatings are composed of only three substitutional solid solutions with body-centered cubic (BCC) structure and different lattice parameter due to different component concentration. The coatings exhibit dendritic microstructure with different size and morphology. The Vickers’s hardness of AlSiNiСоFeCr and AlSiNiСоFeCrTi HEA coatings has been found to be HV = 9.2 ± 0.2 and HV = 11.25 ± 0.3 GPa, respectively, and is much higher than that of the similar alloys prepared by laser cladding technique. Conclusions. Evidence from multicomponent powder mixtures of the Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti system, it is possible to form HEA coatings consisting of solid substitution solutions with a BCC structure and all initial components by electron-beam welding method. Through the strong crystal lattice distortion of solid solutions at the mutual dissolving of dissimilar atoms of AlSiNiCoFeCr and AlSiNiCoFeCrTi, HEA coatings have a high microhardness that is much higher than the hardness of the initial components.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Одним из эффективных методов повышения физико-механических и эксплуатационных свойств традиционных конструкционных материалов является нанесение защитных упрочняющих покрытий из новых перспективных материалов, к которым относятся високоэнтропийные сплавы (ВЭС). Простая кристаллическая структура ВЕСов обусловливает комбинацию уникальных свойств, таких как высокая прочность, термостабильность, сопротивление износу и коррозии как при ком­натной, так и при высокой температуре. С учетом ограниченности сведений о многокомпонентных високоэнтропийных (ВЭ) по­крытиях возникает необходимость в изучении особенностей их формирования. Цель исследования. Изучение особенностей формирования структуры, химического и фазового состава, микротвердости покрытий, полученных электронно-лучевой наплавкой на стальную подложку 6- и 7-ми компонентных порошковых эквиатомных смесей системы Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti. Методика реализации. Многокомпонентные ВЭ-покрытия получены методом электронно-лучевой наплавки. Их фазовый и химический состав, структура и микротвердость изучены методами рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа, сканирующей электронной микроскопии и микромеханических испытаний. Результаты исследования. Исследования выявили дендритный характер кристаллизации и изменение морфологии микроструктуры по толщине ВЭ-покрытий от подложки к поверхности. Рентгеноструктурным анализом установлено, что AlSiNiСоFeCr и AlSiNiСоFeCrTi ВЭ-покрытия состоят из трех твердых растворов замещения с объемноцентрированной кубичес­кой (ОЦК) кристаллической структурой, которые отличаются периодом решетки и концентрацией компонентов. Микротвердость AlSiNiСоFeCr и AlSiNiСоFeCrTi ВЭ-покрытий достигает 9,2 ± 0,2 и 11,25 ± 0,3 ГПа соответственно, что значительно выше по сравнению с ВЭ-покрытиями, полученными методом лазерного плакирования. Выводы. На примере многокомпонентных порошковых смесей системы Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti показана возможность формирования методом электронно-лучевой наплавки ВЭ-покрытий, которые имеют дендритный характер кристаллизации, состоят из твердых растворов замещения с ОЦК-структурой и содержат все исходные компоненты. Благодаря сильному искажению крис­таллической решетки твердых растворов при взаимном растворении разнородных атомов AlSiNiCoFeCr и AlSiNiCoFeCrТі ВЭ-покрытия имеют высокую микротвердость, значительно превосходящую твердость исходных компонентов.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Одним із ефективних методів підвищення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей традиційних конструкційних матеріалів є нанесення захисних зміцнювальних покриттів із нових перспективних матеріалів, до яких належать високоентропійні сплави (ВЕС). Проста кристалічна структура ВЕСів зумовлює комбінацію унікальних властивостей, таких як висока міцність, термостабільність, високий опір зношуванню та корозії як за кімнатної, так і за високої температури. З урахуванням обмеженого характеру відомостей щодо багатокомпонентних високоентропійних (ВЕ) покриттів виникає необхідність у вивченні особливостей їх формування. Мета дослідження. Вивчення особливостей формування структури, хімічного і фазового складу, мікротвердості покриттів, отриманих електронно-променевим наплавленням на сталеву підкладку 6- і 7-компонентних порошкових еквіатомних сумішей системи Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti. Методика реалізації. Багатокомпонентні ВЕ-покриття отримано методом електронно-променевого наплавлення. Їх фазовий та хімічний склад, структуру та мікротвердість досліджено методами рентгеноструктурного і мікрорентгеноспектрального аналізу, скануючої електронної мікроскопії та мікромеханічних випробувань. Результати дослідження. Дослідження виявили дендритний характер кристалізації та зміну морфології мікроструктури за товщиною ВЕ-покриттів від підкладки до поверхні. Рентгеноструктурним аналізом встановлено, що AlSiNiСоFeCr і AlSiNiСоFeCrTi ВЕ-покриття складаються з трьох твердих розчинів заміщення з об’ємноцентрованою кубічною (ОЦК) кристалічною структурою, які різняться періодом решітки та концентрацією компонентів. Мікротвердість AlSiNiСоFeCr і AlSiNiСоFeCrTi ВЕ покриттів досягає 9,2 ± 0,2 і 11,25 ± 0,3 ГПа відповідно, що значно вище, ніж у більшості ВЕ-покриттів, отриманих методами лазерного плакування. Висновки. На прикладі багатокомпонентних порошкових сумішей системи Al–Si–Ni–Со–Fe–Cr–Ti показано можливість формування методом електронно-променевого наплавлення ВЕ-покриттів, які мають дендритний характер кристалізації, складаються з твердих розчинів заміщення з ОЦК-структурою та містять всі вихідні компоненти. Завдяки сильному спотворенню кристалічної решітки твердих розчинів при взаємному розчиненні різнорідних атомів AlSiNiCoFeCr і AlSiNiCoFeCrТі ВЕ-покриття мають високу мікротвердість, яка не притаманна жодному з вихідних компонентів.uk
dc.format.pagerangeС. 81-88uk
dc.identifier.citationБагатокомпонентні AlSiNiCoFeCr і AlSiNiCoFeCrTi високоентропійні покриття на сталі / О. І. Юркова, В. В. Чернявський, О. М. Матвєєв, С. Ю. Гандзюк // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2017. – № 2(112). – С. 81–88. – Бібліогр.: 16 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2017.2.96410
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/24317
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал, 2017, № 2(112)uk
dc.subjectвисокоентропійний сплавuk
dc.subjectелектронно-променеве наплавленняuk
dc.subjectвисокоентропійні покриттяuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectфазовий складuk
dc.subjectмікротвердістьuk
dc.subjecthigh-entropy alloyuk
dc.subjectelectron beam weldinguk
dc.subjectcoatinguk
dc.subjectstructureuk
dc.subjectphase compositionuk
dc.subjectmicrohardnessuk
dc.subjectвысокоэнтропийный сплавuk
dc.subjectэлектронно-лучевая наплавкаuk
dc.subjectвысокоэнтропийное покрытиеuk
dc.subjectструктураuk
dc.subjectфазовый составuk
dc.subjectмикротвердостьuk
dc.subject.udc620.22:620.187.22:534.442.3uk
dc.titleБагатокомпонентні AlSiNiCoFeCr і AlSiNiCoFeCrTi високоентропійні покриття на сталіuk
dc.title.alternativeMulticomponent AlSiNiCoFeCr and AlSiNiCoFeCrTi High-Entropy Coatings on Steeluk
dc.title.alternativeМногокомпонентные AlSiNiCoFeCr и AlSiNiCoFeCrTi высокоэнтропийные покрытия на сталиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2017-2_10.pdf
Розмір:
476.05 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 2(112)