CoCrFeNi alyeyek kub (fcc)-entropiya bilind (HEA) ya rû-navenda baş-lêkolînkirî ye ku xwedan duristbûnek hêja lê hêza tixûbdar e.Mebesta vê lêkolînê li ser başkirina hevsengiya hêz û duristiya HEA-yên weha ye bi lê zêdekirina mîqdarên cihêreng ên SiC bi karanîna rêbaza helandina arkê.Hat tesbîtkirin ku hebûna kromê di bingeha HEAyê de dibe sedema hilweşîna SiC di dema helandinê de.Bi vî rengî, danûstendina karbona belaş bi kromê re dibe sedem ku li cîhê karbîdên kromê çêbibe, dema ku silicona belaş di nav bingeha HEA-yê de di çareseriyê de dimîne û / an jî bi hêmanên ku bingeha HEA-yê pêk tînin re têkildar dibe ku silicîd çêbike.Her ku naveroka SiC zêde dibe, qonaxa mîkrosaziyê di rêza jêrîn de diguhezîne: fcc → fcc + eutektîk → fcc + pelikên karbîdên kromê → fcc + pelikên karbîdên kromê + silicîd → fcc + pelikên karbîdên kromê + silicîd + topên grafît / pîlên grafît.Kompozîtên ku têne encamdan rêzek pir berfireh a taybetmendiyên mekanîkî nîşan didin (hêza hilberandinê ji 277 MPa li ser dirêjbûna% 60 heya 2522 MPa di dirêjbûna% 6 de) li gorî alyozên kevneşopî û alloyên entropiya bilind.Hin pêkhateyên entropiya bilind ên ku hatine pêşve xistin tevliheviyek hêja ya taybetmendiyên mekanîkî nîşan didin (hêza hilberanê 1200 MPa, dirêjbûn 37%) û deverên ku berê nedihatin bidestxistin li ser diyagrama stres-dirêjkirina hilberandinê digirin.Digel dirêjbûna berbiçav, serhişkî û hêza hilberîna pêkhateyên HEA di heman rêzê de wekî qedehên metallîk ên mezin in.Ji ber vê yekê, tê bawer kirin ku pêşkeftina pêkhateyên bi entropiya bilind dikare ji bo sepanên avahîsaziya pêşkeftî bigihîje berhevokek hêja ya taybetmendiyên mekanîkî.
Pêşkeftina alloyên entropiya bilind di metalurjiyê de têgehek nû ya hêvîdar e1,2.Alîgirên entropiya bilind (HEA) di gelek rewşan de berhevokek hêja ya taybetmendiyên laşî û mekanîkî nîşan dane, di nav de îstîqrara germî ya bilind3,4 dirêjbûna superplastîk5,6 berxwedana westandinê7,8 berxwedana korozyonê9,10,11, berxwedana cilê ya hêja12,13,14. ,15 û taybetmendiyên trîbolojîk15 ,16,17 jî di germahiyên bilind de18,19,20,21,22 û taybetmendiyên mekanîkî yên di germahiya nizim de23,24,25.Kombînasyona hêja ya taybetmendiyên mekanîkî yên di HEA de bi gelemperî ji çar bandorên sereke re têne destnîşan kirin, ango entropiya konfigurasyona bilind26, guheztina tora bihêz27, belavbûna hêdî28 û bandora kokteylê29.HEA bi gelemperî wekî celebên FCC, BCC û HCP têne dabeş kirin.FCC HEA bi gelemperî hêmanên veguhêz ên wekî Co, Cr, Fe, Ni û Mn dihewîne û xwerûbûna hêja (tewra di germahiya nizm de25) lê hêza kêm nîşan dide.BCC HEA bi gelemperî ji hêmanên dendika bilind ên wekî W, Mo, Nb, Ta, Ti û V pêk tê û xwedan hêzek pir zêde ye, lê domdarbûn û hêza taybetî ya kêm30 heye.
Guhertina mîkrostrukturî ya HEA-yê ya li ser bingeha makînekirin, pêvajoyek termomekanîkî û lêzêdekirina hêmanan hate lêkolîn kirin da ku çêtirîn tevliheviya taybetmendiyên mekanîkî bi dest bixe.CoCrFeMnNi FCC HEA ji hêla torsiona tansiyona bilind ve rastî deformasyonek plastîk a giran tê, ku dibe sedema zêdebûnek berbiçav a serhişkiyê (520 HV) û hêzê (1950 MPa), lê pêşkeftina mîkrostrukturek nanokristalîn (~ 50 nm) alloyê şikestî dike31. .Hate dîtin ku tevlêbûna ductility (TWIP) û veguheztina plastîk (TRIP) di nav CoCrFeMnNi HEAs de zexmbûna xebatê ya baş peyda dike ku di encamê de guheztina tansiyonek bilind dibe, her çend li ser hesabê nirxên hêza tîrêjê ya rastîn be.Li jêr (1124 MPa) 32. Çêkirina mîkrosaziyek qatkirî (ji tebeqeyek ziravkirî ya tenik û navikek neguhezbar pêk tê) di CoCrFeMnNi HEA de bi karanîna şûştinê di encamê de hêzek zêde bû, lê ev pêşkeftin bi qasî 700 MPa33 sînordar bû.Di lêgerîna materyalên bi hevrêziya herî baş a hêz û duristiyê de, pêşkeftina HEA-yên pirqonax û HEA-ên eutectic bi karanîna pêvekên hêmanên ne-îzoatomî jî hatine lêkolîn kirin34,35,36,37,38,39,40,41.Bi rastî, hate dîtin ku dabeşkirina hûrgelê ya qonaxên hişk û nerm di aligirên eutektîk ên bilind-entropî de dikare bibe sedema berhevokek bi hêz û nermbûnê35,38,42,43.
Pergala CoCrFeNi aliyek yek-qonaxa FCC-ê ya bilind-entropiya vekolînek berfireh e.Ev pergal hem di germahiyên nizm û hem jî yên bilind de taybetiyên hişkbûna xebata bilez44 û domdariya hêja45,46 nîşan dide.Hewldanên cûrbecûr ji bo baştirkirina hêza wê ya nisbeten kêm (~ 300 MPa)47,48 hatine çêkirin, di nav de safîkirina genim25, mîkrosaziya heterojen49, barîn50,51,52 û plastîkbûna bi veguhertinê (TRIP)53.Paqijkirina gewherê HEA CoCrFeNi kubakî ya rû-navendî ya avêtinê bi xêzkirina sar di bin şert û mercên giran de hêzê ji nêzikî 300 MPa47.48 berbi 1.2 GPa25 zêde dike, lê windabûna guheztinê ji% 60 zêdetir berbi 12.6% kêm dike.Zêdekirina Al li HEA ya CoCrFeNi bû sedema çêbûna mîkrosaziyek heterojen, ku hêza wê ya hilberandinê heya 786 MPa û dirêjbûna wê ya têkildar bi qasî 22%49 zêde kir.CoCrFeNi HEA bi Ti û Al re hate zêdekirin da ku baranê çêbike, bi vî rengî bihêzbûna baranê çêdike, hêza wê ya hilberandinê digihîje 645 MPa û dirêjbûnê jî digihîje %51.Mekanîzmaya TRIP-ê (veguherîna martensîtîkî ya rû-navenda → hexahedral) û hevberdanê hêza tansiyonê ya CoCrFeNi HEA gihîşt 841 MPa û dirêjbûna di navberê de heya 76%53 zêde kir.
Di heman demê de hewil hat dayîn ku xurtkirina seramîk li matrixa kubî ya navend a HEA-yê were zêdekirin da ku pêkhateyên entropî yên bilind pêşve bibin ku dikarin têkiliyek çêtir a hêz û duristiyê nîşan bidin.Pêkhateyên bi entropiya bilind ji hêla helandina kevana valahiya44, alikariya mekanîkî45,46,47,48,52,53, pîvazkirina plazmaya çirûskê46,51,52, çapkirina germ a valahiya45, pêçandina îzostatîkî ya germ47,48 û pêşveçûna pêvajoyên lêzêdekirinê47,48 û pêşvebirina hilberîna pêvek, hatine çêkirin, 50.Karbîd, oksît û nîtrîdên wekî WC44, 45, 46, Al2O347, SiC48, TiC43, 49, TiN50 û Y2O351 di pêşkeftina pêkhateyên HEA de wekî xurtkirina seramîk hatine bikar anîn.Hilbijartina matrix û seramîka HEA-ya rast bi taybetî dema sêwirandin û pêşvebirina pêkhateyek HEA-ya bihêz û domdar girîng e.Di vê xebatê de, CoCrFeNi wekî materyalê matrixê hate hilbijartin.Rêjeyên cihêreng ên SiC li CoCrFeNi HEA hatin zêdekirin û bandora wan li ser mîkrostruktur, pêkhateya qonaxê, û taybetmendiyên mekanîkî hate lêkolîn kirin.
Metalên paqij ên bilind Co, Cr, Fe, û Ni (% 99,95 wt) û toza SiC (paqijiya 99%, mezinahî -400 mesh) di forma perçeyên bingehîn de wekî madeyên xav ji bo afirandina pêkhateyên HEA hatine bikar anîn.Pêkhateya îzoatomî ya CoCrFeNi HEA pêşî di qalibek sifir a nîvsferîkî ya ku bi avê sarkirî de hate danîn, û dûv re jûreyek 3·10-5 mbar hate valakirin.Gaza argonê ya paqijiya bilind tê destnîşan kirin da ku bi elektrodên tungstenê yên nexweser re valahiya ku ji bo helandina kemerê hewce dike bi dest bixe.Kulîlkên ku di encamê de têne berevajî kirin û pênc caran têne helandin da ku homojeniyek baş were misoger kirin.Pêkhateyên bi entropiya bilind ên pêkhateyên cihêreng bi lê zêdekirina mîqdarek SiC li bişkokên CoCrFeNi-ya equiatomîkî yên ku di encamê de derketin, hatin amadekirin, ku di her rewşê de bi vegerandina pênc-qatî û ji nû ve helandinê ji nû ve hatin homojen kirin.Bişkojka çêkirî ya ji pêkhateya encamkirî bi karanîna EDM-ê ji bo ceribandin û taybetmendiyê bêtir hate qut kirin.Nimûneyên ji bo lêkolînên mîkrosaziyê li gorî rêbazên metallografî yên standard hatine amadekirin.Pêşîn, nimûne bi karanîna mîkroskopa ronahiyê (Leica Microscope DM6M) bi nermalava Leica Image Analysis (LAS Phase Expert) ve ji bo analîza qonaxê ya mîqdar hatin lêkolîn kirin.Sê wêneyên ku li deverên cihêreng bi qadeke giştî ya li ser 27,000 μm2 hatine kişandin ji bo analîza qonaxê hatin hilbijartin.Zêdetir lêkolînên mîkrostrukturî, tevî analîza pêkhateya kîmyewî û analîza belavkirina elementan, li ser mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê (JEOL JSM-6490LA) ku bi pergala analîzê ya spektroskopiya belavkirina enerjiyê (EDS) ve hatî çêkirin, hatin kirin.Taybetmendiya strukturên krîstal a pêkhateya HEA bi karanîna pergalek veqetandina tîrêjê ya X-ê (Bruker D2 qonaxa veguherîner) bi karanîna çavkaniyek CuKα bi pîvana gavê 0,04 ° ve hate kirin.Bandora guheztinên mîkrosaziyê li ser taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên HEA bi karanîna testên mîkrozehtiyê yên Vickers û ceribandinên kompresasyonê hate lêkolîn kirin.Ji bo ceribandina serhişkiyê, barek 500 N ji bo 15 seqeyan bi karanîna herî kêm 10 kêşan li her nimûneyê tê sepandin.Testên kompresyonê yên pêkhateyên HEA li germahiya odeyê li ser nimûneyên çargoşeyî (7 mm × 3 mm × 3 mm) li ser makîneyek ceribandina gerdûnî ya Shimadzu 50KN (UTM) bi rêjeya çenga destpêkê ya 0.001 / s hatin kirin.
Kompozîtên entropiya bilind, ku ji vir şûnde wekî nimûneyên S-1 heta S-6 têne binav kirin, bi zêdekirina 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, û 17% SiC (hemû bi giranî%) li matrixek CoCrFeNi hatine amadekirin. .herwiha.Nimûneya referansê ya ku SiC lê nehatiye zêdekirin ji vir şûnde wekî nimûne S-0 tê binav kirin.Mîkrografên optîkî yên pêkhateyên HEA yên pêşkeftî di Fig.1, li wir, ji ber lêzêdekirina cûrbecûr pêvek, mîkrosaziya yek-qonaxê ya CoCrFeNi HEA veguherî mîkrosaziyek ku ji gelek qonaxên bi morfolojî, mezinahî û belavkirina cihêreng pêk tê.Mîqdara SiC di pêkhateyê de.Mîqdara her qonaxê ji analîzkirina wêneyê bi karanîna nermalava LAS Phase Expert hate destnîşankirin.Berhevoka jimar 1 (rastê jorîn) ji bo vê analîzê herêmek nimûne nîşan dide, û her weha perçeya deverê ji bo her pêkhateya qonaxê nîşan dide.
Mîkrografên optîkî yên pêkhateyên bi entropiya bilind ên pêşkeftî: (a) C-1, (b) C-2, (c) C-3, (d) C-4, (e) C-5 û (f) C- 6.Pêvek mînakek encamên analîza qonaxa wêneya-bingeha berevajî bi karanîna nermalava LAS Phase Expert nîşan dide.
Wekî ku di jimarê de tê nîşandan.1a, mîkrosaziyek eutektîk di navbera cildên matrixê yên pêkhateya C-1 de pêk tê, ku li wir mîqdara matrix û qonaxên eutectic bi rêzdarî wekî 87,9 ± 0,47% û 12,1% ± 0,51% tê texmîn kirin.Di pêkhateya (C-2) ya ku di Xiflteya 1b de tê nîşandan de, di dema hişkbûnê de nîşanên reaksiyonek eutektîk tune ne, û mîkrosaziyek bi tevahî ji ya pêkhateya C-1 cûdatir tê dîtin.Mîkrosaziya pêkhateya C-2 bi rêkûpêk xweş e û ji lewheyên zirav (karbîd) pêk tê ku di qonaxa matrixê (fcc) de bi yekrengî têne belav kirin.Parçeyên qebareya matrix û karbîdê bi rêzdarî 72 ± 1,69% û 28 ± 1,69% têne texmîn kirin.Ji bilî matrix û karbîd, qonaxek nû (silicîd) di pêkhateya C-3 de hate dîtin, wekî ku di Fig. 1c de tê xuyang kirin, ku tê de beşên qebareya van qonaxên silicîd, karbîd û matrixê bi qasî 26,5% ± têne texmîn kirin. Bi rêzdarî 0,41%, 25,9 ± 0,53, û 47,6 ± 0,34.Di mîkrosaziya pêkhateya C-4 de qonaxeke din a nû (grafît) jî hat dîtin;bi giştî çar qonax hatin diyarkirin.Qonaxa grafît di wêneyên optîkî de xwedan rengek globularek diyar e û berevajî tarî ye û tenê di mîqdarên piçûk de heye (perçeya qebareya texmînkirî tenê bi qasî 0,6 ± 0,30%) heye.Di pêkhateyên C-5 û C-6 de, tenê sê qonax hatin nasîn, û qonaxa grafîtê ya berevajî tarî di van pêkhateyan de di forma pelan de xuya dike.Li gorî pêlên grafît ên di Composite S-5 de, pelikên grafît ên di Composite S-6 de berfereh, kurttir û bi rêkûpêktir in.Zêdebûnek têkildar di naveroka grafîtê de jî ji 14,9 ± 0,85% di berhevoka C-5 de heya 17,4 ± 0,55% di pêkhateya C-6 de hate dîtin.
Ji bo bêtir lêkolînkirina mîkrosaziya hûrgulî û pêkhatina kîmyewî ya her qonaxê di berhevoka HEA de, nimûne bi karanîna SEM ve hatin lêkolîn kirin, û analîza xala EMF û nexşeya kîmyewî jî hatin kirin.Encamên ji bo pêkhatî C-1 di jimarê de têne xuyang kirin.2, ku hebûna tevliheviyên eutectic ku herêmên qonaxa matrixê ya sereke ji hev vediqetîne bi zelalî tê dîtin.Nexşeya kîmyewî ya pêkhatî C-1 di jimar 2c de tê nîşandan, li wir tê dîtin ku Co, Fe, Ni, û Si di qonaxa matrixê de bi yekrengî têne belav kirin.Lêbelê, di qonaxa matrixê de mîqdarek piçûk a Cr li gorî hêmanên din ên bingehîn HEA hate dîtin, ku pêşniyar dike ku Cr ji matrixê belav bûye.Di wêneya SEM-ê de pêkhatina qonaxa eutectic spî ji hêla krom û karbonê ve dewlemend e, ku destnîşan dike ku ew karbîd kromî ye.Nebûna perçeyên veqetandî yên SiC di mîkrostrukturê de, digel naveroka kêm a kromê ya di matrixê de û hebûna tevliheviyên eutektîk ên ku qonaxên dewlemend ên kromê vedigirin, tevlihevbûna tevahî ya SiC di dema helandinê de destnîşan dike.Di encama perçebûna SiC de, silicon di qonaxa matrixê de dihele, û karbona azad bi kromê re têkiliyek dike û karbîdên kromê çê dike.Wekî ku tê dîtin, tenê karbon ji hêla rêbaza EMF ve bi kalîte hate destnîşankirin, û damezrandina qonaxê bi nasîna lûtkeyên karbîd ên taybetmendî yên di qalibên dabeşkirina tîrêjê de hate pejirandin.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya S-1, (b) wêneyê mezinkirî, (c) nexşeya elementê, (d) Encamên EMF li cihên destnîşankirî.
Analîzkirina pêkhateya C-2 di jimarê de tê nîşandan.3. Mîna xuyabûna di mîkroskopiya optîkî de, muayeneya SEM avahiyek xweşik a ku tenê ji du qonaxan pêk tê, bi hebûna qonaxek lamellar a tenik ku li seranserê strukturê yeksan hatî belav kirin eşkere kir.qonaxa matrixê, û qonaxa eutectic tune.Dabeşkirina hêman û analîza xala EMF ya qonaxa lamellar di vê qonaxê de naverokek pir zêde ya Cr (zer) û C (kesk) eşkere kir, ku dîsa perçebûna SiC di dema helandinê de û pêwendiya karbona berdanî bi bandora kromê re destnîşan dike. .Matrixa VEA qonaxek karbîd a lamellar pêk tîne.Dabeşkirina hêmanan û analîza xala qonaxa matrixê nîşan da ku piraniya kobalt, hesin, nîkel û silicon di qonaxa matrixê de hene.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya S-2, (b) wêneya mezinkirî, (c) nexşeya elementê, (d) encamên EMF li cihên destnîşankirî.
Lêkolînên SEM yên pêkhateyên C-3 ji bilî qonaxên karbîd û matrixê hebûna qonaxên nû jî eşkere kir.Nexşeya hêmanan (Hêl. 4c) û analîza xala EMF (Hêjî. 4d) nîşan dide ku qonaxa nû ji hêla nîkel, kobalt û silicon ve dewlemend e.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya S-3, (b) wêneyê mezinkirî, (c) nexşeya elementê, (d) encamên EMF li cihên destnîşankirî.
Encamên analîza SEM û EMF ya C-4 berhevokê di Fig.5. Ji bilî sê qonaxên ku di pêkhateya C-3 de hatine dîtin, hebûna girêkên grafît jî hate dîtin.Parçeya qebareya qonaxa dewlemend-silicon jî ji ya pêkhateya C-3 bilindtir e.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya S-4, (b) wêneya mezinkirî, (c) nexşeya elementê, (d) encamên EMF li cihên destnîşankirî.
Encamên SEM û EMF spektrên pêkhateyên S-5 û S-6 bi rêzdarî di jimarên 1 û 2. 6 û 7 de têne xuyang kirin.Ji xeynî hejmareke hindik qad, hebûna pelikên grafît jî hate dîtin.Hem hejmara pelikên grafîtê û hem jî beşê qebareya qonaxa sîlîkonê ya di pêkhateya C-6 de ji ya pêkhateya C-5 mezintir e.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya C-5, (b) dîtina mezinkirî, (c) nexşeya hêmanan, (d) Encamên EMF li cihên destnîşankirî.
(a) Wêneya SEM ya nimûneya S-6, (b) wêneya mezinkirî, (c) nexşeya elementê, (d) encamên EMF li cihên destnîşankirî.
Taybetmendiya avahiya krîstal a pêkhateyên HEA jî bi karanîna pîvandinên XRD-ê hate kirin.Encam di jimar 8 de tê xuyang kirin. Di şêwaza veqetandinê ya bingeha WEA (S-0) de, tenê lûtkeyên ku bi qonaxa fcc re têkildar in xuya dibin.Nimûneyên dabeşkirina tîrêjên X-ê yên pêkhateyên C-1, C-2, û C-3 hebûna lûtkeyên din ên ku bi karbîda kromê (Cr7C3) re têkildar in eşkere kirin, û tundiya wan ji bo nimûneyên C-3 û C-4 kêmtir bû, ku destnîşan kir ew jî bi daneyên EMF ji bo van nimûneyan.Ji bo nimûneyên S-3 û S-4 lûtkeyên ku bi silicîdên Co/Ni re têkildar têne dîtin, ji bo nimûneyên S-3 û S-4, dîsa bi encamên nexşeya EDS-ê re ku di jimarên 2 û 3 de têne xuyang kirin re hevaheng in. Wekî ku di jimar 3 û jimar 4 de tê xuyang kirin. Pelên 5 û S-6 hatin dîtin. bi grafît re têkildar e.
Hem taybetmendiyên mîkrostrukturî û hem jî krîstalografîk ên pêkhateyên pêşkeftî hilweşîna SiC ya lêzêdekirî destnîşan dikin.Ev ji ber hebûna kromê di matrixa VEA de ye.Krom ji karbonê 54.55 re têkiliyek pir xurt heye û bi karbona belaş re reaksiyonê dike û karbîdan çêdike, wekî ku ji hêla kêmbûna dîtbar a naveroka kromê ya matrixê ve hatî destnîşan kirin.Si ji ber veqetîna SiC56 derbasî qonaxa fcc dibe.Bi vî rengî, zêdebûna zêdekirina SiC ya li bingeha HEA-yê bû sedema zêdebûna mîqdara qonaxa karbîdê û mîqdara Si-ya belaş di mîkrostrukturê de.Hate dîtin ku ev Si-ya zêde di matrixê de di pîvazên kêm de (di pêkhateyên S-1 û S-2 de) de tê razandin, lê di tansiyonên bilind de (pêkhateyên S-3 heta S-6) ew di nav matrixê de vedihewîne.nîkel silicide.Entalpiya standard a pêkhatina silicîdên Co û Ni, ku ji hêla senteza rasterast kalorimetrîya germahiya bilind ve hatî wergirtin, ji bo Co2Si, CoSi û CoSi2 bi rêzê ve -37,9 ± 2,0, -49,3 ± 1,3, -34,9 ± 1,1 kJ mol -1 e. nirx ji bo Ni2Si û Ni5Si2, bi rêzê - 50,6 ± 1,7 û - 45,1 ± 1,4 kJ mol-157 in.Van nirx ji germahiya damezrandina SiC kêmtir in, û destnîşan dikin ku veqetandina SiC ku dibe sedema avakirina silicîdên Co/Ni ji hêla enerjiyê ve xweş e.Di her du pêkhateyên S-5 û S-6 de, sîlîkona belaş a din jî hebû, ku ji avakirina silicide wêdetir hate vegirtin.Ev silicona belaş hate dîtin ku beşdarî grafîtîkirina ku di polayên kevneşopî de tê dîtin58.
Taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhateyên pêşkeftî yên seramîk-hêzkirî yên ku li ser bingeha HEA-yê têne çêkirin, ji hêla ceribandinên pêvekirinê û ceribandinên hişkiyê ve têne lêkolîn kirin.Kevirên stres-çengê yên pêkhateyên pêşkeftî di Hêjîrê de têne xuyang kirin.9a, û di Xiflteya 9b de di navbera hêza hilberandina taybetî, hêza hilberandinê, serhişkî, û dirêjbûna pêkhateyên pêşkeftî de nexşeyek belavkirî nîşan dide.
(a) Kevirên tîrêjê yên pêçandî û (b) xêzên belavbûnê ku stresa hilberandina taybetî, hêza hilberandinê, serhişkî û dirêjbûnê nîşan didin.Têbînî ku tenê nimûneyên S-0 heta S-4 têne destnîşan kirin, ji ber ku nimûneyên S-5 û S-6 kêmasiyên girîng ên avêtinê hene.
Wekî ku di jimarê de tê dîtin.9, hêza hilberandinê ji 136 MPa ji bo bingeha VES (C-0) gihîşt 2522 MPa ji bo pêkhateya C-4.Li gorî WPP-ya bingehîn, pêkhateya S-2 dirêjbûnek pir baş ji têkçûna% 37 nîşan da û di heman demê de nirxên hêza hilberînê ya girîng (1200 MPa) jî nîşan da.Tevhevbûna hêja ya hêz û duristiya vê berhevokê ji ber çêtirbûna mîkrostruktura giştî ye, di nav de belavkirina yekgirtî ya lameleyên karbîd ên xweşik li seranserê mîkrostrukturê, ku tê pêşbînîkirin ku tevgera veqetandinê asteng bike.Hêza hilberîna pêkhateyên C-3 û C-4 bi rêzdarî 1925 MPa û 2522 MPa ne.Van hêza hilberana bilind dikare bi perçeya qebareya bilind a qonaxên karbîd û silicîdê çîmentoyî ve were rave kirin.Lêbelê, hebûna van qonaxan di heman demê de di veqetîna tenê% 7 de bû sedema dirêjbûnek.Kûçikên stres-çemê yên pêkhateyên bingehîn CoCrFeNi HEA (S-0) û S-1 vekêşandî ne, ku aktîvkirina bandora hevjîniyê an TRIP59,60 destnîşan dike.Li gorî nimûneya S-1, kêşeya stres-çemê ya nimûneya S-2 xwedan şeklek konkûve ye ku li ser ziravek bi qasî 10,20%, ev tê vê wateyê ku şûştina veqetandî ya normal awayê deformasyona sereke ya nimûneyê di vê rewşa deformê de ye60,61 .Lêbelê, rêjeya hişkbûnê di vê nimûneyê de li ser rêjeyek çewisandinê ya mezin bilind dimîne, û di ziravên bilind de veguheztinek berbi vekêşanê jî xuya dike (tevî ku meriv nikare rê li ber vê yekê bigire ku ev ji ber têkçûna barên zextê yên rûnkirî ye).).Pêkhateyên C-3 û C-4 tenê xwedan plastîkbûnek tixûbdar e ji ber hebûna beşên qebareya bilind ên karbîd û silicîdên di mîkrostrukturê de.Ji ber kêmasiyên girîng ên avêtinê yên li ser van nimûneyên pêkhateyan, ceribandinên çewisandinê yên nimûneyên pêkhateyên C-5 û C-6 nehatine kirin (binêre Fig. 10).
Stereomîkrografên kêmasiyên avêtinê (bi tîrên sor têne destnîşan kirin) di nimûneyên pêkhateyên C-5 û C-6 de.
Encamên pîvandina serhişkiya pêkhateyên VEA di Hêjîrê de têne xuyang kirin.9b.WEA-ya bingehîn xwedan serhişkiya 130±5 HV e, û nimûneyên S-1, S-2, S-3 û S-4 xwedî nirxên serhişkiyê yên 250±10 HV, 275±10 HV, 570±20 HV û 755±20 HV.Zêdebûna serhişkiyê bi guheztina hêza berberiyê ya ku ji ceribandinên kompresyonê hatî peyda kirin re lihevhatinek baş bû û bi zêdebûna hêjmara hişkên di pêkhateyê de têkildar bû.Hêza hilberîna taybetî ya hesabkirî ya li ser bingeha berhevoka armancê ya her nimûneyê jî di hêjîrê de tê xuyang kirin.9b.Bi gelemperî, hevrêziya çêtirîn a hêza hilberandinê (1200 MPa), serhişkî (275 ± 10 HV), û dirêjbûna têkildar a têkçûnê (~ 37%) ji bo C-2 pêkhatî tê dîtin.
Berawirdkirina hêza hilberandinê û dirêjbûna nisbî ya pêkhateya pêşkeftî bi materyalên çînên cihêreng re di jimar 11a de tê nîşandan.Di vê lêkolînê de pêkhateyên li ser bingeha CoCrFeNi di her asta stresê de dirêjbûnek bilind nîşan dan62.Di heman demê de tê dîtin ku taybetmendiyên pêkhateyên HEA yên ku di vê lêkolînê de hatine pêşve xistin li devera ku berê nehatibû dagir kirin pîvaza hêza hilberînê li hember dirêjbûnê ye.Wekî din, pêkhateyên pêşkeftî xwedan cûrbecûr berhevokên hêzê ne (277 MPa, 1200 MPa, 1925 MPa û 2522 MPa) û dirêjbûn (> 60%, 37%, 7,3% û 6,19%).Hêza hilberandinê di hilbijartina materyalan de ji bo sepanên endezyariya pêşkeftî jî faktorek girîng e63,64.Di vî warî de, pêkhateyên HEA yên îcadê ya heyî têkeliyek hêja ya hêz û dirêjbûnê nîşan didin.Ev e ji ber ku lêzêdekirina SiC-a bi tîrêjê kêm dibe sedema pêkhateyên bi hêza hilberîna taybetî ya bilind.Hêza hilberandina taybetî û dirêjbûna pêkhateyên HEA di heman rêzê de wekî HEA FCC û HEA-ya rezîl e, wekî ku di Fig. 11b de tê xuyang kirin.Zehmetî û hêza hilberandina pêkhateyên pêşkeftî di heman rêzê de ye ku ji bo camên metalîk ên mezin65 (Wêne. 11c).Qedehên metallîk ên girs (BMS) ji hêla serhişkî û hêza hilberandinê ya bilind ve têne destnîşan kirin, lê dirêjbûna wan sînordar e66,67.Lêbelê, serhişkî û hêza hilberîna hin pêkhateyên HEA yên ku di vê lêkolînê de hatine pêşve xistin jî dirêjbûnek girîng nîşan dide.Bi vî rengî, hate encamdan ku pêkhateyên ku ji hêla VEA ve hatine pêşve xistin ji bo sepanên cihêreng ên avahîsaziyek xwedan hevokek taybetmendiyên mekanîkî yên yekta û lêger in.Ev tevliheviya bêhempa ya taybetmendiyên mekanîkî dikare bi belavkirina yekgirtî ya karbîdên hişk ên ku li cîhê di matrixa FCC HEA de têne çêkirin ve were rave kirin.Lêbelê, wekî beşek ji armanca bidestxistina hevgirtinek çêtir a hêzê, guhertinên mîkrostrukturî yên ku ji zêdekirina qonaxên seramîk derdikevin, divê bi baldarî werin lêkolîn û kontrol kirin da ku ji kêmasiyên avêtinê dûr nekevin, mîna yên ku di pêkhateyên S-5 û S-6 de têne dîtin, û ductility.zayendî.
Encamên vê lêkolînê bi cûrbecûr materyalên avahîsaziyê û HEAs re hatin berhev kirin: (a) dirêjbûn li hember hêza hilberandinê62, (b) stresa hilberanê ya taybetî li hember nermbûnê63 û (c) hêza hilberandinê li hember hişkbûnê65.
Mîkrostruktur û taybetmendiyên mekanîkî yên rêzek pêkhateyên HEA-seramîk ên li ser bingeha pergala HEA CoCrFeNi bi lêzêdekirina SiC hatine lêkolîn kirin û encamên jêrîn hatine derxistin:
Pêkhateyên aligirê entropiya bilind dikarin bi serfirazî bi zêdekirina SiC li CoCrFeNi HEA-yê bi karanîna rêbaza helandina arkê ve werin pêşve xistin.
SiC di dema helîna arkê de perçe dibe, û dibe sedema pêkhatina qonaxên karbîd, silicîd û grafît li cihê xwe, ku hebûn û beşê qebareya wan bi mîqdara SiC ya ku li HEA-ya bingehîn hatî zêdekirin ve girêdayî ye.
Pêkhateyên HEA gelek taybetmendiyên mekanîkî yên hêja nîşan didin, digel taybetmendiyên ku li ser hêza hilberandinê li hember pilana dirêjbûnê dikevin nav deverên berê yên negirtî.Hêza hilberandina pêkhateya HEA ya ku bi karanîna 6 wt% SiC hatî çêkirin ji heşt qat ji ya bingehîn HEA zêdetir bû di heman demê de ku 37% nermbûn diparêze.
Zehmetî û hêza hilberîna pêkhateyên HEA di rêza qedehên metallîk ên mezin (BMG) de ne.
Vedîtin destnîşan dikin ku pêkhateyên alloyek-entropî yên bilind nêzîkatiyek sozdar ji bo bidestxistina berhevokek hêja ya taybetmendiyên metal-mekanîkî yên ji bo sepanên avahîsaziya pêşkeftî temsîl dikin.
Dema şandinê: Tîrmeh-12-2023