Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости
Рассчитано теоретическое размерное несоответствие кристаллической решётки однофазных высокоэнтропийных сплавов, которые состоят из элементов как с близкими размерами атомных радиусов, так и с большим различием в размерах атомов. Получены и проанализированы их дифрактограммы. На основе данных о ширин...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Металлофизика и новейшие технологии |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130468 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости / А.Н. Мысливченко, В.Ф. Горбань, Н.А. Крапивка // Металлофизика и новейшие технологии. — 2017. — Т. 39, № 12. — С. 1589-1598. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-130468 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1304682018-02-14T03:03:51Z Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости Мысливченко, А.Н. Горбань, В.Ф. Крапивка, Н.А. Физика прочности и пластичности Рассчитано теоретическое размерное несоответствие кристаллической решётки однофазных высокоэнтропийных сплавов, которые состоят из элементов как с близкими размерами атомных радиусов, так и с большим различием в размерах атомов. Получены и проанализированы их дифрактограммы. На основе данных о ширине пика на половине высоты оценено и в дальнейшем рассчитано влияние величины дисторсий кристаллической решётки и размера областей когерентного рассеяния (ОКР) на физическое уширение дифракционных линий. Показано, что с увеличением теоретического размерного несоответствия кристаллической решётки происходит уменьшение размера ОКР и увеличение искажения кристаллической решётки, что приводит к упрочнению твёрдого раствора и, следовательно, к росту его твёрдости. Розраховано теоретичну розмірну невідповідність кристалічної ґратниці однофазних високоентропійних стопів, які складаються з елементів як з близькими атомовими радіюсами, так і з великими відмінностями в розмірах атомів. Одержано та проаналізовано їхні дифрактограми. На основі даних про ширину піка на напіввисоті оцінено та в подальшому розраховано вплив величини дисторсій кристалічної ґратниці і розміру областей когерентного розсіяння (ОКР) на фізичне розширення дифракційних ліній. Показано, що зі збільшенням теоретичної розмірної невідповідности кристалічної ґратниці відбувається зменшення розміру ОКР і збільшення спотворення кристалічної ґратниці, що приводить до зміцнення твердого розчину і, таким чином, до росту його твердости. The theoretical atom-size difference is calculated for crystal lattice of single-phase high-entropy alloys, which are consisting of the elements with close atomic radius or the elements with significantly different ones. X-ray diffraction patterns of these alloys are obtained and analysed. Based on the data of peak full-width at half-height of its maximum, an influence of magnitude of lattice distortions and size of coherent-scattering regions on physical broadening of diffraction lines is calculated. As shown, the increasing of theoretical atom-size difference causes decreasing of coherent-scattering regions as well as increasing of distortions in crystal lattice that leads to solid-solution strengthening and, therefore, to increasing of its hardness. 2017 Article Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости / А.Н. Мысливченко, В.Ф. Горбань, Н.А. Крапивка // Металлофизика и новейшие технологии. — 2017. — Т. 39, № 12. — С. 1589-1598. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1024-1809 PACS: 61.05.cp, 61.66.Dk, 61.72.S-, 62.20.Qp, 64.75.Ef, 81.05.Bx, 81.40.Cd DOI: doi.org/10.15407/mfint.39.12.1589 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130468 ru Металлофизика и новейшие технологии Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Физика прочности и пластичности Физика прочности и пластичности |
| spellingShingle |
Физика прочности и пластичности Физика прочности и пластичности Мысливченко, А.Н. Горбань, В.Ф. Крапивка, Н.А. Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости Металлофизика и новейшие технологии |
| description |
Рассчитано теоретическое размерное несоответствие кристаллической решётки однофазных высокоэнтропийных сплавов, которые состоят из элементов как с близкими размерами атомных радиусов, так и с большим различием в размерах атомов. Получены и проанализированы их дифрактограммы. На основе данных о ширине пика на половине высоты оценено и в дальнейшем рассчитано влияние величины дисторсий кристаллической решётки и размера областей когерентного рассеяния (ОКР) на физическое уширение дифракционных линий. Показано, что с увеличением теоретического размерного несоответствия кристаллической решётки происходит уменьшение размера ОКР и увеличение искажения кристаллической решётки, что приводит к упрочнению твёрдого раствора и, следовательно, к росту его твёрдости. |
| format |
Article |
| author |
Мысливченко, А.Н. Горбань, В.Ф. Крапивка, Н.А. |
| author_facet |
Мысливченко, А.Н. Горбань, В.Ф. Крапивка, Н.А. |
| author_sort |
Мысливченко, А.Н. |
| title |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| title_short |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| title_full |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| title_fullStr |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| title_full_unstemmed |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| title_sort |
структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с гцк-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости |
| publisher |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Физика прочности и пластичности |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130468 |
| citation_txt |
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости / А.Н. Мысливченко, В.Ф. Горбань, Н.А. Крапивка // Металлофизика и новейшие технологии. — 2017. — Т. 39, № 12. — С. 1589-1598. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| series |
Металлофизика и новейшие технологии |
| work_keys_str_mv |
AT myslivčenkoan strukturnoesostoânielityhvysokoéntropijnyhsplavovsgckrešëtkojiegovliânienaharakteristikitvërdosti AT gorbanʹvf strukturnoesostoânielityhvysokoéntropijnyhsplavovsgckrešëtkojiegovliânienaharakteristikitvërdosti AT krapivkana strukturnoesostoânielityhvysokoéntropijnyhsplavovsgckrešëtkojiegovliânienaharakteristikitvërdosti |
| first_indexed |
2025-07-09T13:39:17Z |
| last_indexed |
2025-07-09T13:39:17Z |
| _version_ |
1837176834856321024 |
| fulltext |
1589
ФИЗИКА ПРОЧНОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ
PACS numbers: 61.05.cp, 61.66.Dk, 61.72.S-, 62.20.Qp, 64.75.Ef, 81.05.Bx, 81.40.Cd
Структурное состояние литых высокоэнтропийных сплавов
с ГЦК-решёткой и его влияние на характеристики твёрдости
А. Н. Мысливченко, В. Ф. Горбань, Н. А. Крапивка
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины,
ул. Академика Кржижановского, 3,
03142 Киев, Украина
Рассчитано теоретическое размерное несоответствие кристаллической
решётки однофазных высокоэнтропийных сплавов, которые состоят из
элементов как с близкими размерами атомных радиусов, так и с большим
различием в размерах атомов. Получены и проанализированы их дифрак-
тограммы. На основе данных о ширине пика на половине высоты оценено
и в дальнейшем рассчитано влияние величины дисторсий кристалличе-
ской решётки и размера областей когерентного рассеяния (ОКР) на физи-
ческое уширение дифракционных линий. Показано, что с увеличением
теоретического размерного несоответствия кристаллической решётки
происходит уменьшение размера ОКР и увеличение искажения кристал-
лической решётки, что приводит к упрочнению твёрдого раствора и, сле-
довательно, к росту его твёрдости.
Ключевые слова: высокоэнтропийный сплав, дисторсия кристаллической
решётки, размер областей когерентного рассеяния, ширина пика на поло-
вине высоты, твёрдость.
Розраховано теоретичну розмірну невідповідність кристалічної ґратниці
однофазних високоентропійних стопів, які складаються з елементів як з
близькими атомовими радіюсами, так і з великими відмінностями в роз-
мірах атомів. Одержано та проаналізовано їхні дифрактограми. На основі
Corresponding author: Oleksandr Mykolayovych Myslyvchenko
E-mail: zvyagina47@gmail.com
I. M. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science, N.A.S. of Ukraine,
3 Academician Krzhyzhanovsky Str., UA-03142 Kyiv, Ukraine
Please cite this article as: O. M. Myslyvchenko, V. F. Gorban’, and M. O. Krapivka,
Structural State of Cast High-Entropy Alloys with F.C.C. Lattice and Its Influence on
the Hardness Characteristics, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 12: 1589–1598
(2017) (in Russian), DOI: 10.15407/mfint.39.12.1589.
Ìåòàëëîôèç. íîâåéøèå òåõíîë. / Metallofiz. Noveishie Tekhnol.
2017, т. 39, № 12, сс. 1589–1598 / DOI: 10.15407/mfint.39.12.1589
Îòòèñêè äîñòóïíû íåïîñðåäñòâåííî îò èçäàòåëÿ
Ôîòîêîïèðîâàíèå ðàçðåøåíî òîëüêî
â ñîîòâåòñòâèè ñ ëèöåíçèåé
2017 ÈÌÔ (Èíñòèòóò ìåòàëëîôèçèêè
èì. Ã. Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðàèíû)
Íàïå÷àòàíî â Óêðàèíå.
mailto:zvyagina47@gmail.com
https://doi.org/10.15407/mfint.39.12.1589
https://doi.org/10.15407/mfint.39.12.1589
1590 А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, В. Ф. ГОРБАНЬ, Н. А. КРАПИВКА
даних про ширину піка на напіввисоті оцінено та в подальшому розрахо-
вано вплив величини дисторсій кристалічної ґратниці і розміру областей
когерентного розсіяння (ОКР) на фізичне розширення дифракційних лі-
ній. Показано, що зі збільшенням теоретичної розмірної невідповідности
кристалічної ґратниці відбувається зменшення розміру ОКР і збільшення
спотворення кристалічної ґратниці, що приводить до зміцнення твердого
розчину і, таким чином, до росту його твердости.
Ключові слова: високоентропійний стоп, дисторсія кристалічної ґратни-
ці, розмір областей когерентного розсіяння, ширина піка на половині ви-
соти, твердість.
The theoretical atom-size difference is calculated for crystal lattice of single-
phase high-entropy alloys, which are consisting of the elements with close
atomic radius or the elements with significantly different ones. X-ray dif-
fraction patterns of these alloys are obtained and analysed. Based on the data
of peak full-width at half-height of its maximum, an influence of magnitude
of lattice distortions and size of coherent-scattering regions on physical
broadening of diffraction lines is calculated. As shown, the increasing of the-
oretical atom-size difference causes decreasing of coherent-scattering re-
gions as well as increasing of distortions in crystal lattice that leads to solid-
solution strengthening and, therefore, to increasing of its hardness.
Key words: high-entropy alloy, lattice distortions, size of coherent-
scattering regions, full-width at half-maximum (FWHM), hardness.
(Получено 17 июля 2017 г.)
1. ВВЕДЕНИЕ
На новом классе материалов — высокоэнтропийных сплавах (ВЭС)
было показано, что в состоянии однофазного твёрдого раствора за-
мещения они являются одновременно более высокопрочными и
термодинамически устойчивыми, по сравнению с многофазным [1–
10]. Достигается это за счёт подбора концентрации пяти и более
компонентов в сплаве, которые обеспечивают повышенное значение
энтропии смешения а, значит, в соответствии с уравнением Гиббса
и пониженное значение свободной энергии сплава. Пониженная
свободная энергия сплава определяет устойчивость твёрдого рас-
твора при последующей термической обработке [11, 12]. Повышен-
ные прочностные характеристики при высоких температурах обес-
печиваются благодаря сильному искажению (дисторсии) кристал-
лической решётки. В литературе были представлены расчёты влия-
ния величины такого искажения на твёрдость [13, 14].
В работе [15] отмечается, что дифракционные максимумы ВЭСов
имеют низкую интенсивность относительно фона, они сильно уши-
рены и асимметричны по сравнению с таковыми для чистых метал-
лов, а на больших углах дифракции (2 70 ) не фиксируется раз-
СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЫХ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ 1591
деление K -дублета. Данное явление является следствием сильного
искажения кристаллической решётки, вызванного различными
размерами атомных радиусов элементов, которые входят в её со-
став. Необходимо также отметить, что рентгеновское излучение,
рассеянное атомами разных элементов, не совпадает по фазе, вызы-
вая снижение интенсивности.
Однако в литературе отсутствуют работы, в которых рассчитан-
ные методом рентгеноструктурного анализа уровень дисторсий
кристаллической решётки и размер ОКР ВЭСов были бы сопостав-
лены с теоретическими расчётами, а также было бы определено
влияние этих факторов на уровень твёрдости.
Целью данной работы является расчёт теоретического размерно-
го несоответствия кристаллической решётки, определение методом
рентгеноструктурного анализа размера ОКР и дисторсий кристал-
лической решётки, а также установление их влияния на характе-
ристики твёрдости ВЭСов.
2. МЕТОДИКА
Сплавы были получены в вакуумно-дуговой печи МИФИ-9 с нерас-
ходуемым вольфрамовым электродом переплавом шихты массой 50
г на медной водоохлаждаемой подине в атмосфере очищенного ар-
гона. В качестве сырья использовались компоненты чистотой не
хуже 99,8%. Слитки переплавлялись 6–7 раз для гомогенизации
состава и кристаллизовались в виде дисков, что обеспечивало ско-
рость охлаждения 80–100 К/с.
Рентгенографические исследования проводили в монохромати-
ческом CuK -излучении (трубка БСВ-29) на дифрактометре ДРОН-
УМ1. Дифрактограммы снимали методом пошагового сканирова-
ния. Обработку экспериментальных результатов выполняли с по-
мощью программы для полнопрофильного анализа рентгеновских
спектров от смеси поликристаллических фазовых составляющих
Powdercell 2.4.
Твёрдость (НІТ) определяли при комнатной температуре с помо-
щью автоматического микроиндентирования алмазной пирамидой
Берковича при нагрузке H 1,96 Н с записью диаграммы нагрузка–
разгрузка в соответствии с международным стандартом ISO 14577-
1:2002(Е).
Теоретическое размерное несоответствие кристаллической ре-
шётки высокоэнтропийных сплавов определяли по формуле:
2
1
100 (1 / ) ,
n
i i
i
c r r
где n — число элементов сплава, сі — концентрация i-ого элемента,
1592 А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, В. Ф. ГОРБАНЬ, Н. А. КРАПИВКА
rі — атомный радиус i-ого элемента [16], r — усреднённый атомный
радиус сплава.
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящей работе изучено структурное состояние высокоэнтро-
пийных однофазных ГЦК-сплавов [16], которые состоят из элемен-
тов как с близкими (FeCoNiMnCr и VCrMnFeCoNi2), так и с различ-
ными (Ni3AlFeCo1,75Ti0,5Cr0,5W0,25) размерами атомных радиусов.
Сравнение их характеристик осуществляли с технической медью
марки М3 (чистота около 99,5%) в литом состоянии.
Получив обзорную рентгенограмму для каждого образца (на пер-
вичном пучке использовалась щель 1 мм, на отражённом — 0,5 мм,
экспозиция в точке 2 с, шаг 0,05 ) мы увидели, что на рентгено-
граммах высокоэнтропийных сплавов отсутствуют дифракционные
отражения второго порядка ГЦК-структуры (пики (222), (400) и
т.д.). Также дифракционные максимумы ВЭС имеют низкую ин-
тенсивность относительно фона, они сильно уширены и асиммет-
ричны (в сравнении с технической медью).
Для того чтобы минимизировать погрешность при расчёте разме-
ра ОКР и дисторсий кристаллической решётки необходимо выби-
рать линии, принадлежащие одной «отражающей» плоскости в
разных порядках «отражения» (одну на малых углах 2 , другую на
больших). В связи с тем, что отражения второго порядка в ВЭС от-
сутствуют, мы провели расчёт этих величин по отражениям (111) и
(311) (поскольку 111 находиться на малых углах 2 , а (311) — на
больших). Эти две дифракционные линии были сняты с хорошей
разрешающей способностью и минимальным вкладом инструмен-
тального уширения (на первичном пучке использовалась щель 0,5
мм, на отражённом 0,25 мм, экспозиция в точке 6 с, шаг 0,05 ). В
качестве эталона использовали техническую медь после 6 часового
отжига при температуре 750 С.
Фон, вычитаемый из общего спектра, был представлен в виде по-
линома пятой степени. Для описания профиля дифракционных ли-
ний использовалась псевдо-Фойгт-функция, являющаяся линейной
комбинацией функций Гаусса и Лоренца. При подгонке модельного
спектра к экспериментальному спектру варьировалось 12 парамет-
ров: 6 параметров фона, 3 параметра формы линий, смещение нуля
гониометра, шкальный фактор, период элементарной ячейки.
По общим уширениям (FWHM) линий образца b и эталона B (рис.
1) соответственно, находили для каждого образца истинное физиче-
ское уширение ( ) линий (111) и (311), используя выражение:
0,5[( ) ( )].B b B B b
СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЫХ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ 1593
Найдя истинное физическое уширение ( ) линий (111) и (311),
для одного и того же образца произвели качественную оценку доли
влияния факторов дисторсий и дисперсности следующим образом:
если физическое уширение вызвано только дисторсиями кристал-
лической решётки, то 311/ 111 tg 2/tg 1, если дисперсностью (раз-
мером ОКР), то 311/ 111 cos 1/cos 2. Построив данную зависимость
(рис. 2), мы видим, что только для технической меди преобладаю-
щий вклад в отношение физических уширений вносит размер ОКР,
а для ВЭСов эта величина находится между отношениями тангенсов
и косинусов. Поэтому дальнейший расчёт размера ОКР в ВЭСах по
формуле Шеррера будет некорректным, поскольку эта формула
подразумевает отсутствие вклада в физическое уширение от дис-
торсий кристаллической решётки.
Разделение вкладов в физическое уширение ( ) дифракционной
линии от эффектов, связанных с размерами ОКР и дисторсией кри-
сталлической решётки, производили согласно методике [17], решая
систему уравнений:
2 2 2
111 111 111 111 111
2 2 2
311 311 311 311 311
/tg ( / )[ /(tg sin )] 16 ,
/tg ( / )[ /(tg sin )] 16 ,
K D e
K D e
Рис. 1. Общая ширина пика (111) на половине высоты (FWHM): 1 — медь мар-
ки М3, 2 — FeCoNiMnCr, 3 — VCrMnFeCoNi2, 4 — Ni3AlFeCo1,75Ti0,5Cr0,5W0,25.
Fig. 1. Full-width at half-maximum (FWHM) of the (111) peak: 1—copper of
grade М3, 2—FeCoNiMnCr, 3—VCrMnFeCoNi2, 4—Ni3AlFeCo1.75Ti0.5Cr0.5W0.25.
1594 А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, В. Ф. ГОРБАНЬ, Н. А. КРАПИВКА
где K — константа, которая зависит от формы кристаллитов и
находится в интервале 0,9–1, — длина волны, D — размер ОКР,
е ∆d/d (дисторсия кристаллической решётки).
В таблице 1 представлены значения размера ОКР и дисторсии
кристаллической решётки, полученные методом рентгенострук-
турного анализа, характеристика твёрдости (HIT), а также расчёт-
ные теоретические значения размерного несоответствия решётки
( ).
Из полученных данных видно, что с увеличением расчётного тео-
ретического значения размерного несоответствия решётки высоко-
энтропийных сплавов снижается размер ОКР. В работе [12] показа-
Рис. 2. Зависимость отношения истинного физического уширения дифрак-
ционного максимума (311) к (111) для литых сплавов: 1 — медь марки М3,
2 — FeCoNiMnCr, 3 — VCrMnFeCoNi2, 4 — Ni3AlFeCo1,75Ti0,5Cr0,5W0,25.
Fig. 2. Dependence of the ratio of the true physical broadening of the diffrac-
tion maximum (311) to (111) for cast alloys: 1—copper grades М3, 2—
FeCoNiMnCr, 3—VCrMnFeCoNi2, 4—Ni3AlFeCo1.75Ti0.5Cr0.5W0.25.
ТАБЛИЦА 1. Значения размера ОКР, ∆d/d, и HIT для исследованных
сплавов.
TABLE 1. Values of size of coherent-scattering region, ∆d/d, and HIT for
the studied alloys.
Сплав Размер ОКР, нм ∆d/d , % HIT, ГПа
Медь техническая 90 0,0004 0 0,9
FeCoNiMnCr 29 0,0010 6,92 2,4
VCrMnFeCoNi2 21 0,0024 9,30 3,6
Ni3AlFeCo1,75Ti0,5Cr0,5W0,25 13 0,0034 19,8 5,4
СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЫХ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ 1595
но, что для ВЭС характерно кластерное строение из-за сложности
поддержания однородного химического состава в большом объёме
материала. Однако термодинамически выгодно образование одно-
родного твёрдого раствора. Поэтому каждый кластер имеет различ-
ный химический состав, но параметр решётки отличается незначи-
тельно. Поэтому стандартные методы рентгеноструктурного анали-
за фиксируют картину однородного твёрдого раствора с определён-
ным параметром решётки. Полученные данные ещё раз подтвер-
ждают данные прямых электронно-микроскопических исследова-
ний, приведённые в работе [12].
На рисунке 3 представлена взаимосвязь искажений кристалли-
ческой решётки высокоэнтропийных сплавов, определённых рент-
геноструктурным анализом, с твёрдостью и размерным несоответ-
ствием.
Приведённые данные (рис. 3) свидетельствуют о пропорциональ-
ности характеристик искажений кристаллической решётки высо-
коэнтропийных сплавов, определённых методом рентгенострук-
турного анализа, характеристикам размерного несоответствия, по-
лученным расчётным путём. Полученные данные также подтвер-
ждают, что с увеличением размерного несоответствия увеличивает-
ся «неконсервативное» упругое смещение дислокационных участ-
ков и, как следствие, наблюдается увеличение твёрдости. Наряду с
этим можно заключить, что, чем выше уровень искажения кри-
Рис. 3. Связь дисторсии кристаллической решётки ВЭСов, определённой
рентгеноструктурным анализом, с характеристиками твёрдости (1) и тео-
ретическим размерным несоответствием (2).
Fig. 3. Relationship between distortion of the crystal lattice of HEA deter-
mined by x-ray diffraction analysis and both hardness characteristics (1) and
theoretical atom-size difference (2).
1596 А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, В. Ф. ГОРБАНЬ, Н. А. КРАПИВКА
сталлической решётки, тем сложнее поддерживать размер класте-
ра, в котором расположение атомов в решётке стабильно. Это, в
свою очередь, и приводит к уменьшению размеров ОКР.
4. ВЫВОДЫ
Определено, что размер ОКР и величина дисторсии кристалличе-
ской решётки вносят соизмеримый вклад в уширение дифракцион-
ных максимумов литых высокоэнтропийных сплавов.
Выявлена пропорциональность величин дисторсии кристалличе-
ской решётки, определённых методом рентгеноструктурного ана-
лиза, значениям характеристики теоретического размерного несо-
ответствия высокоэнтропийных сплавов, полученным расчётным
путём.
Показано, что с увеличением теоретического размерного несоот-
ветствия кристаллической решётки высокоэнтропийных сплавов
происходит уменьшение размера ОКР и увеличение искажений
кристаллической решётки, которое приводит к росту характери-
стик твёрдости.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. S. Ranganathan, Current Science, 85, No. 5: 1404 (2003).
2. J. W. Yeh, Y. L. Chen, S. J. Lin, S. J. Chen, and S. K. Chen, Mater. Sci. Forum
(Trans Tech. Publications), 560: 1 (2007)
3. Y. Zhang and Y. J. Zhou, Mater. Sci. Forum (Trans Tech. Publications), 561:
1337 (2007).
4. М. В. Карпець, О. М. Мисливченко, О. С. Макаренко, В. Ф. Горбань,
М. О. Крапівка, А. І. Дегула, Сверхтвердые материалы, № 3: 52 (2015).
5. М. В. Карпець, О. М. Мисливченко, О. С. Макаренко, М. О. Крапівка,
В. Ф. Горбань, А. В. Самелюк, Проблеми тертя та зношування, № 2: 103
(2014).
6. C. Li, J. C. Li, M. Zhao, and Q. Jiang, J. Alloys Compd., 475, Nos. 1–2: 752
(2009).
7. O. N. Senkov, J. M. Scott, S. V. Senkova, D. B. Miracle, and C. F. Woodward,
J. Alloys Compd., 509, No. 20: 6043 (2011).
8. М. В. Карпец, О. М. Мисливченко, О. С. Макаренко, В. Ф. Горбань,
М. О. Крапівка, Порошковая металлургия, № 5/6: 116 (2015).
9. М. В. Карпець, О. М. Мисливченко, М. О. Крапівка, В. Ф. Горбань,
О. С. Макаренко, В. А. Назаренко, Сверхтвердые материалы, № 1: 30
(2015).
10. C. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, А. А. Андреев, А. О. Крапивка,
Наука и инновации, № 5: 32 (2013).
11. М. В. Карпец, Е. С. Макаренко, А. Н. Мысливченко, Н. А. Крапивка,
В. Ф. Горбань, С. Ю. Макаренко, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 6:
829 (2014).
СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИТЫХ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ 1597
12. С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. И. Даниленко, М. В. Карпец,
А. А. Андреев, Е. С. Макаренко, Порошковая металлургия, № 9/10: 93
(2013).
13. С. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, Н. А. Крапивка, С. С. Пономарев, В. Н. Ткач,
В. В. Ковыляев, В. Ф. Горбань, М. В. Карпец, Деформация и разрушение
материалов, № 2: 9 (2013)
14. O. N. Senkov, G. B. Wilks, D. B. Miracle, C. P. Chuang, and P. K. Liaw,
Intermetallics, 18: 1758 (2010).
15. J. W. Yeh, S. Y. Chang, Y. D. Hong, S. K. Chen, and S. J. Lin, Mater. Chem.
Phys., 103: 41 (2007).
16. В. К. Григорович, Периодический закон Менделеева и электронное строение
металлов (Москва: Наука: 1966).
17. G. Nolze, POWDER DIFFRACTION: Proceedings of the II International
School on Powder Diffraction (Eds. S. P. Sen Gupta and P. Chatterjee) (Allied
Publishers Limited: 2002), p. 146.
REFERENCES
1. S. Ranganathan, Current Science, 85, No. 5: 1404 (2003).
2. J. W. Yeh, Y. L. Chen, S. J. Lin, S. J. Chen, and S. K. Chen, Mater. Sci. Forum
(Trans Tech. Publications), 560: 1 (2007)
3. Y. Zhang and Y. J. Zhou, Mater. Sci. Forum (Trans Tech. Publications), 561:
1337 (2007).
4. M. V. Karpets’, O. M. Myslyvchenko, O. S. Makarenko, V. F. Gorban’,
M. O. Krapivka, and A. I. Dehula, Sverkhtverdye Materialy, No. 3: 52 (2015)
(in Ukrainian).
5. M. V. Karpets’, O. M. Myslyvchenko, O. S. Makarenko, M. O. Krapivka,
V. F. Gorban’, and A. V. Samelyuk, Problemy Tertya ta Znoshuvannya, No. 2:
103 (2014) (in Ukrainian).
6. C. Li, J. C. Li, M. Zhao, and Q. Jiang, J. Alloys Compd., 475, Nos. 1–2: 752
(2009).
7. O. N. Senkov, J. M. Scott, S. V. Senkova, D. B. Miracle, and C. F. Woodward,
J. Alloys Compd., 509, No. 20: 6043 (2011).
8. M. V. Karpets’, O. M. Myslyvchenko, O. S. Makarenko, V. F. Gorban’, and
M. O. Krapivka, Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 5–6: 116 (2015) (in Ukraini-
an).
9. M. V. Karpets’, O. M. Myslyvchenko, M. O. Krapivka, V. F. Gorban’,
O. S. Makarenko, and V. A. Nazarenko, Sverkhtverdye Materialy, No. 1: 30
(2015) (in Ukrainian).
10. S. A. Firstov, V. F. Gorban’, A. A. Andreev, and A. O. Krapivka, Nauka i
Innovatsii, No. 5: 32 (2013) (in Russian).
11. M. V. Karpets, Ye. S. Makarenko, A. N. Myslyvchenko, N. A. Krapivka,
V. F. Gorban’, and S. Yu. Makarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 36, No. 6:
829 (2014) (in Russian).
12. S. A. Firstov, V. F. Gorban’, N. I. Danylenko, M. V. Karpets, A. A. Andreev,
and E. S. Makarenko, Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 9–10: 93 (2013)
(in Russian).
13. S. A. Firstov, T. H. Rogul’, N. A. Krapyvka, S. S. Ponomarev, V. N. Tkach,
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.07.124
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.07.124
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.171
https://doi.org/10.15407/mfint.36.06.0829
https://doi.org/10.15407/mfint.36.06.0829
1598 А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, В. Ф. ГОРБАНЬ, Н. А. КРАПИВКА
V. V. Kovylyaev, V. F. Gorban’, and M. V. Karpets, Deformatsiya i Razrushenie
Materialov, No. 2: 9 (2013) (in Russian).
14. O. N. Senkov, G. B. Wilks, D. B. Miracle, C. P. Chuang, and P. K. Liaw,
Intermetallics, 18: 1758 (2010).
15. J. W. Yeh, S. Y. Chang, Y. D. Hong, S. K. Chen, and S. J. Lin,
Mater. Chem. Phys., 103: 41 (2007).
16. V. K. Grigorovich, Periodicheskiy Zakon Mendeleeva i Elektronnoe Stroenie
Metallov (Moscow: Nauka: 1966) (in Russian).
17. G. Nolze, POWDER DIFFRACTION: Proceedings of the II International
School on Powder Diffraction (Eds. S. P. Sen Gupta and P. Chatterjee) (Allied
Publishers Limited: 2002), p. 146.
https://doi.org/10.1016/j.intermet.2010.05.014
https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.01.003
|