Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix
Исследованы характеристики износостойкости системы высокоэнтропийных сплавов VCrMnFeCoNix в процессе трения о не жестко закрепленные абразивные частицы. Использовали литые сплавы системы VCrMnFeCoNiх (где х = 1,0; 1,5; 2,0 в молярном соотношении), полученные способом аргонно-дуговой плавки. Изучены...
Saved in:
| Published in: | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115501 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNiх / М.В. Карпец, В.Ф. Горбань, А.Н. Мысливченко, С.В. Марченко, Н.А. Крапивка // Современная электрометаллургия. — 2015. — № 1 (118). — С. 56-60. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860010559915687936 |
|---|---|
| author | Карпец, М.В. Горбань, В.Ф. Мысливченко, А.Н. Марченко, С.В. Крапивка, Н.А. |
| author_facet | Карпец, М.В. Горбань, В.Ф. Мысливченко, А.Н. Марченко, С.В. Крапивка, Н.А. |
| citation_txt | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNiх / М.В. Карпец, В.Ф. Горбань, А.Н. Мысливченко, С.В. Марченко, Н.А. Крапивка // Современная электрометаллургия. — 2015. — № 1 (118). — С. 56-60. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | Исследованы характеристики износостойкости системы высокоэнтропийных сплавов VCrMnFeCoNix в процессе трения о не жестко закрепленные абразивные частицы. Использовали литые сплавы системы VCrMnFeCoNiх (где х = 1,0; 1,5; 2,0 в молярном соотношении), полученные способом аргонно-дуговой плавки. Изучены фазовый состав, микроструктура, микротвердость и износостойкость данной системы сплавов. В указанных сплавах образуется твердый раствор со структурой ГЦК и σ-фаза, кристаллическая структура которой аналогична таковой тетрагональной σ-фазы бинарной системы Fe-Cr. По мере увеличения в системе содержания никеля количество σ-фазы уменьшается. При рентгеноструктурном анализе сплавов системы VCrMnFeCoNiх отмечена аномально низкая интенсивность дифракционных спектров относительно фона, линии сильно уширены и ассиметричны, что свидетельствует об искажении кристаллической решетки из-за наличия в ней атомов с различными атомными радиусами. Сплав VCrMnFeCoNi₁, содержащий наибольшее количество σ-фазы, имеет близкие значения коэффициентов износостойкости при трении с наплавочным покрытием Т-590. С помощью оптической и растровой электронной микроскопии исследованы микроструктуры сплавов данной системы. Распределение элементов между фазами изучали с помощью энергодисперсионного анализа и характеристического излучения. Согласно данным энергодисперсионного анализа, в сплаве VcrMnFeCoNi₁,₅ σ-фаза обогащена хромом, в то время как твердый раствор - никелем. В сплаве VCrMnFeCoNi₁ σ-фаза и твердый раствор близки по химическому составу. Микротвердость испытанных материалов в зоне трения на 30...65 % выше, чем вне зоны трения.
Investigated are characteristics of wear resistance of system of highly-entropic alloys VcrMnFeCoNiх in the process of friction on abrasive particles, being not rigidly fixed. The cast alloys of VCrMnFeCoNiх system were used (where x = 1.0; 1.5; 2.0 in molar ratio), produced by the method of argon arc melting. Phase composition, microstructure, microhardness and wear resistance of the given system of alloys were studied. In the mentioned alloys a solid solution with FCC structure and σ-phase is formed, the crystalline structure of which is similar to tetragonal σ-phase of binary system Fe—Cr. With increase of nickel content in the system the amount of σ-phase is decreased. At X-ray diffraction microanalysis of alloys of VcrMnFeCoNiх system the anomaly low intensity of diffraction spectra relative to background was noted, lines are greatly widened and asymmetric, that proves the distortion of crystalline lattice due to presence of atoms with different atomic radii in it. Alloy VCrMnFeCoNi₁, containing the largest amount of σ-phase, has close values of coefficients of wear resistance in friction with surfacing coating T-590. Using the optic and scanning electron microscopy the microstructures of alloys of the given system were examined. Distribution of elements between phases was studied by using energy-dispersion analysis and characteristic radiation. In accordance with the data of the energy-dispersion analysis, σ-phase in alloy VcrMnFeCoNi₁,₅ is enriched with chromium, while the solid solution is enriched with nickel. In alloy VCrMnFeCoNi₁ the σ-phase and solid solution are close by chemical composition. Microhardness of tested materials in the friction zone is by 30...65 % higher than that beyond the friction zone.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:41:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669. 187.2
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ
НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЛИТОГО
ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА VCrMnFeCoNiх
М. В. Карпец1, В. Ф. Горбань1, А. Н. Мысливченко1,
С. В. Марченко2, Н. А. Крапивка1
1Институт проблем материаловедения НАН Украины.
03680, г. Киев-150, ул. Кржижановского, 3. Е-mail: karp@ipms.kiev.ua
2Сумский государственный университет (СумГУ).
40007, г. Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2. Е-mail: info@pmtkm.sumdu.edu.ua
Исследованы характеристики износостойкости системы высокоэнтропийных сплавов VCrMnFeCoNiх в процессе
трения о не жестко закрепленные абразивные частицы. Использовали литые сплавы системы VCrMnFeCoNiх (где
х = 1,0; 1,5; 2,0 в молярном соотношении), полученные способом аргонно-дуговой плавки. Изучены фазовый состав,
микроструктура, микротвердость и износостойкость данной системы сплавов. В указанных сплавах образуется
твердый раствор со структурой ГЦК и σ-фаза, кристаллическая структура которой аналогична таковой тетраго-
нальной σ-фазы бинарной системы Fe—Cr. По мере увеличения в системе содержания никеля количество σ-фазы
уменьшается. При рентгеноструктурном анализе сплавов системы VCrMnFeCoNiх отмечена аномально низкая
интенсивность дифракционных спектров относительно фона, линии сильно уширены и ассиметричны, что свиде-
тельствует об искажении кристаллической решетки из-за наличия в ней атомов с различными атомными радиусами.
Сплав VCrMnFeCoNi1, содержащий наибольшее количество σ-фазы, имеет близкие значения коэффициентов изно-
состойкости при трении с наплавочным покрытием Т-590. С помощью оптической и растровой электронной микро-
скопии исследованы микроструктуры сплавов данной системы. Распределение элементов между фазами изучали с
помощью энергодисперсионного анализа и характеристического излучения. Согласно данным энергодисперсионного
анализа, в сплаве VCrMnFeCoNi1,5 σ-фаза обогащена хромом, в то время как твердый раствор – никелем. В сплаве
VCrMnFeCoNi1 σ-фаза и твердый раствор близки по химическому составу. Микротвердость испытанных материалов
в зоне трения на 30...65 % выше, чем вне зоны трения. Библиогр. 10, табл. 2, ил. 5.
Ключ е вы е с л о в а : высокоэнтропийный сплав; зона трения; абразив; σ-фаза; микротвердость; покрытие
Развитие современной техники требует новых анти-
фрикционных материалов, способных работать при
больших нагрузках и при этом сохранять заданные
значения упругих свойств. Предложена концепция
многокомпонентных высокоэнтропийных сплавов
(ВЭС). Получение высокопрочного и термодинами-
чески устойчивого многокомпонентного литого сплава
за счет снижения его свободной энергии не только в
расплавленном состоянии, но и после затвердевания
является довольно перспективной задачей [1, 2]. Для
достижения столь высокой энтропии смешения сплав,
как правило, должен состоять из пяти и более основ-
ных элементов с концентрацией от 5 до 35 ат. %. По-
лученные таким образом ВЭС характеризуются по-
вышенной твердостью, прочностью и термостабиль-
ностью [3—5]. Особенно важны эти характеристики
для материалов, подверженных трению, что и опре-
деляет актуальность данной работы.
Высокоэнтропийный сплав VCrMnFeCoNiх с раз-
ным содержанием никеля (х = 1,0; 1,5; 2,0 в мо-
лярном соотношении, далее Ni1, Ni1,5, Ni2), получен
способом аргонодуговой плавки в печи МИФИ-9.
Исходным материалом были гранулы металлов с
чистотой 99,9 %. Плавку рассчитанных навесок мас-
сой 100 г проводили нерасходуемым вольфрамовым
электродом на медной водоохлаждаемой подине.
Полученные слитки переплавляли 6—7 раз для го-
могенизации состава. Охлаждали слитки со скоро-
стью примерно 80 К/с.
Микроструктуру и химический состав сплавов
исследовали с помощью растровых электронных
микроскопов Superprobe-733 (JEOL) и РЭМ-106И
«Selmi», последний оснащен системой энергодис-
персионного анализа (EDS), дополнительно ис-
пользовали оптический микроскоп Neophot 21. Фа-
зовый состав изучали с помощью рентгеновского
дифрактометра Ultima IV (Rigaku) в монохромати-
ческом CuKα-излучении. Монохроматизацию излу-
чения обеспечивали монокристаллом графита на
дифрагированном пучке. Обработку результатов
осуществляли методом полнопрофильного анализа
с помощью программы PowderCell 2.4.
© М. В. КАРПЕЦ, В. Ф. ГОРБАНЬ, А. Н. МЫСЛИВЧЕНКО, С. В. МАРЧЕНКО, Н. А. КРАПИВКА, 2015
56
Измерение микротвердости проводили на уста-
новке «Микрон-гамма» при нагрузке F-0,3 H ал-
мазной пирамидкой Берковича с углом заточки 65°,
нагружение и разгружение выполняли автоматичес-
ки на протяжении 30 с. Диагональ отпечатка имела
размер около 30 мкм. Данный прибор автомати-
чески вычисляет такие характеристики материала,
как микротвердость и приведенный модуль упруго-
сти (модуль Юнга) Еr в соответствии с междуна-
родным стандартом ISO 14577-1:2002(Е).
Износостойкость измеряли согласно ГОСТ
23.208—79; схема установки приведена на рис. 1.
Образцы для определения износостойкости имели
вид пластин размером 30×40×4 мм. Эталонные об-
разцы изготовлены из стали 45 в отожженном сос-
тоянии. При определении износостойкости исполь-
зовали резиновый ролик диаметром 50, шириной
15 мм. В качестве абразивного материала исполь-
зовали электрокорунд зернистостью 16-П (ГОСТ
3647—80). Для всех экспериментов количество обо-
ротов ролика составляло 600, скорость 60 об/мин,
расход электрокорунда 650 г на образец при нагруз-
ке 44 Н.
Установлено, что сплав VсrMnFeCo является
однофазным со структурой σ-фазы типа FeCr. В
бинарных системах σ-фаза на основе металлов (сое-
динения AlTa2 и Co2W3) образуется при средней
электронной концентрации в пределах 4,33...
...7,20 эл./ат (VEC = ∑
i = 1
n
ciNi, где n – количество
компонентов сплава; ci –- концентрация i-того эле-
мента (ат. %); Ni – количество валентных элек-
тронов i-того элемента, а твердый раствор со струк-
турой ГЦК начинает образовываться в ВЭС, кото-
рые имеют VEC ≥ 7,2 эл./ат. [6, 7]. Средняя элек-
тронная концентрация сплава VСrMnFeCo состав-
ляет 7,0 эл./ат. Следовательно, для повышения
средней электронной концентрации (и получения
совместного образования σ и ГЦК фаз) решено вво-
дить элемент, содержащий большее количество ва-
лентных электронов на внешней оболочке. Таким
элементом является никель, у которого N = 10 эл./ат.
на внешнем уровне. Это позволило получить естес-
твенный композиционный материал с пластической
матрицей в виде твердого раствора с ГЦК структу-
рой, упрочненной частицами твердой σ-фазы.
На рис. 2 представлены рентгенограммы литых
сплавов VCrMnFeCoNiх. Во всем исследованном
концентрационном интервале содержания никеля
количество фаз изменяется от двух (твердый раст-
вор с ГЦК структурой + σ-фаза) до одной (твердый
раствор с ГЦК структурой), т. е. по мере увеличения
количества никеля в сплаве увеличивается количес-
тво твердого раствора с ГЦК структурой. У сплавов
VCrMnFeCoNiх σ-фаза является изоструктурной по
отношению к тетрагональной σ-фазе бинарной
системы Cr—Fe.
Рассматривая особенности ВЭСов, необходимо
отметить, что на дифрактограммах дифракционные
максимумы имеют низкую интенсивность относи-
тельно фона, также они сильно уширены и ассимет-
ричны (по сравнению с бинарными σ-фазами и твер-
дыми растворами), а на больших углах дифракции
(2θ > 70°) не фиксируется разделение Kα-дублета
(рис. 2). В совокупности это свидетельствует о силь-
ном искажении кристаллической решетки из-за на-
личия в ней атомов с различными атомными радиу-
сами [8].
Согласно данным рентгеноструктурного анализа
сплав Ni1 содержит две фазовые составляющие. Для
определения характера распределения элементов
между фазами исследована его микроструктура в
отраженных электронах и характеристическом рент-
геновском излучении (рис. 3, е). Однако ни на од-
ной из микроструктур эти фазы не различаются. И
только комплексное исследование с применением
метода оптической микроскопии позволило четко
определить морфологию зарегистрированных фаз
(рис. 3, ж). Микроструктура сплава в рентгенов-
ском излучении показала, что все элементы, входя-
щие в сплав, равномерно распределены в плоскости
шлифа. Дополнительный энергодисперсионный
анализ (EDS), который осуществлялся в разных
участках микроструктуры с помощью энергоанали-
Рис. 1. Схема установки для испытания на износостойкость: 1 –
образец; 2 – резиновый ролик; 3 – электрокорунд; 4 – на-
грузка
Рис. 2. Дифрактограммы системы VCrMnFeCoNiх с разным со-
держанием никеля; α – ГЦК; σ – фаза (типа FeCr)
57
затора микроскопа РЭМ-106И, подтвердил изло-
женное – однородность образца по всей плоскости
шлифа и соответствие его химического состава ших-
товому. Твердый раствор с ГЦК структурой и σ-фаза
имеют различное кристаллическое строение, при
этом все элементы в литом состоянии равномерно
распределились между объемами этих структур.
Исследование микроструктуры сплава Ni1,5 вы-
явило слабый контраст между σ-фазой и матрицей,
которая ассоциируется с твердым раствором
(рис. 4, а, б). Выделения σ-фазы равномерно рас-
пределены в матрице сплава и имеют средний диа-
метр около 5 мкм. Анализ методом EDS показал,
что σ-фаза слегка обогащена хромом, а твердый рас-
твор – никелем (табл. 1). Это подтверждает наши
предположения о том, что именно никель вслед-
ствие повышения электронной концентрации спо-
собствует образованию в данной системе твердого
раствора с ГЦК структурой. В указанном сплаве по
границам зерен отмечены включения в виде черных
точек. Поскольку при анализе методом EDS не об-
наружена разница в химическом составе между эти-
ми включениями и матрицей, то, вероятно, это были
поры. Сплав Ni2 имеет нормальный характер крис-
таллизации без следов вторичных фаз (рис. 4, в).
Из литых сплавов вырезали образцы для иссле-
дования износостойкости при трении о не жестко
закрепленные абразивные частицы. Значения изно-
состойкости ВЭС VCrMnFeCoNiх сравнивали с та-
ковыми металла, наплавленного штучными элект-
родами Т-590 (С – 3,2; Сr – 25; B – 1; Si –
2,3; Mn – 1,25 мас. %, остальное железо). Данная
марка электродов, предназначенная для наплавки
металла, стойкого в условиях абразивного изнаши-
вания, широко применяется на практике. Толщина
наплавленного слоя из сплава Т-590 составила
10 мм (3 слоя) с целью исключения перемешивания
наплавленного металла и металла основы
Рис. 3. Структура литого сплава VСrMnFeCoNi1 в отраженных электронах (а), характеристическом излучении кобальта (б); хрома
(в); никеля (г); марганца (д) и с помощью оптического микроскопа (е)
Рис. 4. Микроструктура (ВЕІ) сплавов Ni1,5 (а, б), и Ni2 (в) в литом состоянии
Т а б л и ц а 1 . Шихтовый состав VСrMnFeCoNi1,5 и ана-
лиз его фаз методом EDS
Элемент Содержание элементов, ат. %
Состав шихты ГЦК фаза σ-фаза
V 15,4 14,1 14,0
Cr 15,4 15,0 21,0
Mn 15,4 15,0 15,8
Fe 15,4 15,0 15,0
Co 15,4 15,9 15,2
Ni 23,0 25,0 19,0
58
(сталь 20). Относительную износостойкость спла-
вов вычисляли по формуле
K =
gэρи
gиρэ
,
где gэ, gи – потери массы при испытаниях эталон-
ных образцов и образцов исследуемых материалов, г;
ρэ, ρи – плотность эталонного и исследуемого
материалов, г/см3.
Среднеарифметическая потеря массы образцов
составляет gэ = 0,063 г; gNi
1
= 0,0204 г; gNi
1,5
= 0,037 г;
gNi
2
= 0,0412 г, относительная износостойкость –
KNi
1
= 3,03; KNi
1,5
= 1,69; KNi
2
= 1,54. Эксперимент
показал, что сплав Ni1 отличается самой лучшей
абразивной износостойкостью. Относительная из-
носостойкость сплава Т-590 равняется 3,09.
По мере уменьшения количества σ-фазы в систе-
ме VCrMnFeCoNiх уменьшается микротвердость Н
и приведенный модуль Юнга (табл. 2). Механичес-
кие характеристики материала в зоне и вне зоны
трения также различны (табл. 2). Как показал рент-
генофазовый анализ, изменений фазового состава
в зоне трения не произошло. Рост микротвердости
в процессе трения на поверхности материала можно
объяснить образованием вторичной мелкозернистой
структуры за счет деформации сдвига. Причем при-
рост микротвердости в ВЭС в зоне трения довольно
большой (30...65 %) по сравнению со сплавом Т-590
(23 %). Объяснить причину столь интенсивного об-
разования вторичных структур в ВЭС затрудни-
тельно, поскольку эти сплавы являются новыми ма-
териалами, и процессы структуро- и фазообразова-
ния в них до конца не изучены. Однако образование
вторичных наноструктур в ВЭС при трении было
также отмечено в работе [9]. При измерении твер-
дости HRC методом Роквела разницы в зоне и вне
зоны трения не обнаружено, что свидетельствует о
малой толщине слоя вторичных наноструктур. Сле-
дует отметить, что относительная износостойкость
сплава Ni1 немного ниже, чем у наплавочного
материала Т-590 (KNi
1
= 3,03 и KТ-590 = 3,09) при
том, что его микротвердость выше на 1 ГПа. Отсюда
следует что основным показателем сопротивления
материала абразивному изнашиванию есть отно-
шение микротвердости к приведенному модулю уп-
ругости (Н/Еr) [10]. Из имеющихся материалов
отмечаться большей абразивной износостойкостью
будет тот, данный показатель которого выше
(рис. 5).
Выводы
1. На основе сплава VCrMnFeCo разработана новая
система ВЭСов VCrMnFeCoNiх, стойких против
абразивного износа. Строение этих сплавов подобно
естественному композиционному материалу с плас-
тичной металлической матрицей (твердый раствор
с ГЦК структурой), которая армирована твердой
σ-фазой.
2. Путем варьирования в довольно в узком диа-
пазоне содержания никеля можно достичь любого
соотношения между матрицей и армирующей фа-
зой, что позволит подобрать для конкретно задан-
ных видов нагрузок оптимальное сочетание пласти-
ческих свойств и износостойкости полученного ма-
териала. При этом в системе VСrMnFeCoNiх не от-
мечена существенная ликвация между фазовыми
составляющими, каждый элемент входит в состав
матрицы и армирующей фазы.
3. Установлены уровни микротвердости, приве-
денного модуля упругости в зоне трения, показано,
что износостойкость исследованных материалов
пропорциональна соотношению Н/Еr.
1. Microstructural development in equiatomic multicomponent
alloys / B. Cantor, I. T. H. Chang, P. Knight,
A. J. B. Vincent // Materials Science – and Engineering
A. – 2004. – 375—377. – Р. 213—218.
2. Новый класс материалов – высокоэнтропийные сплавы и
покрытия / С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. А. Кра-
пивка, Э. П. Печковский // Вестник ТГУ. – 2013. –
18, № 4. – С. 1938—1940.
Т а б л и ц а 2 . Фазовый состав и механические свойства исследованных материалов в зоне и вне зоны трения
Сплав
H, ГПа Er, ГПа Н/Еr Вне зоны,
HHRC
Количество фазы, мас. %
В зоне Вне зоны В зоне Вне зоны В зоне Вне зоны σ ГЦК
Ni1 15,0±0,7 9,1±0,5 175±9 147±7 0,086 0,062 53±1 68 32
Ni1,5 6,5±0,3 5,0±0,3 160±8 140±7 0,041 0,035 23±1 16 84
Ni2 5,4±0,3 3,6±0,2 148±7 131±6 0,036 0,028 14±2 0 100
Т-590 14,0±0,7 11,4±2,2 175±9 165±33 0,08 0,069 64±1 — —
Рис. 5. Зависимость относительной износостойкости К от отно-
шения Н/Еr в зоне трения
59
3. Властивості багатокомпонентного високоентропійного
сплаву AlCrFeCoNi, легованного міддю / М. В. Карпець,
О. М. Мисливченко, О. С. Макаренко та ін. // Проблеми
тертя та зношування. – 2014. – № 2. – С. 103—111.
4. Low-density, refractory multi-principal element alloys of
the Cr—Nb—Ti—V—Zr system: Microstructure and phase ana-
lysis / O. N. Senkov, S. V. Senkova, C. Woodward,
D. B. Miracle // Acta Materialia. – 2013. – 61,
№ 5. – P. 1545—1557.
5. Effect of Cu addition on the microstructure and mechanical
properties of AlCoCrFeNiTi0.5 solid-solution alloy /
Y. J. Zhou, Y. Zhang, F. J. Wang et al. // J. of Alloys
and Compounds. – 2008. – 466. – P. 201—204.
6. Effect of valence electron concentration on stability of fcc
or bcc phase in high entropy alloys / Sheng Guo, Ng Chun,
Lu Jian, C. T. Liu // J. of Applied Physics. – 2011. –
109, № 10. – P. 103505.
7. Guo Sheng, Liu C. T. Phase stability in high entropy alloys:
Formation of solid-solution phase or amorphous phase //
Progress in Science: Materials International. – 2011. –
21. – P. 433—446.
8. Anomalous decrease in X-ray diffraction intensities of Cu—
Ni—Al—Co—Cr—Fe—Si alloy systems with multi-principal ele-
ments / Jien-Wei Yeh, Shou-Yi Chang, Yu-Der Hong et
al. // Materials Chemistry and Physics. – 2007. –
103. – P. 41—46.
9. Триботехнические характеристики высокоэнтропийных
сплавов / С. А. Фирстов, В. Ф. Горбань, Н. И. Данилен-
ко и др. // Нанострутурное материаловедение. –
2010. – № 2. – С. 63—70.
10. Фирстов С. А., Горбань В. Ф., Печковский Э. П. Роль
упругой деформации в определении механических свойств
материалов методом автоматического индентирования //
Металлофизика, новейшие технологии. – 2010. – 32,
№ 5. – С. 673—684.
Investigated are characteristics of wear resistance of system of highly-entropic alloys VCrMnFeCoNix in the process of
friction on abrasive particles, being not rigidly fixed. The cast alloys of VCrMnFeCoNix system were used (where x =
= 1.0; 1.5; 2.0 in molar ratio), produced by the method of argon arc melting. Phase composition, microstructure,
microhardness and wear resistance of the given system of alloys were studied. In the mentioned alloys a solid solution
with FCC structure and σ-phase is formed, the crystalline structure of which is similar to tetragonal σ-phase of binary
system Fe—Cr. With increase of nickel content in the system the amount of σ-phase is decreased. At X-ray diffraction
microanalysis of alloys of VCrMnFeCoNix system the anomaly low intensity of diffraction spectra relative to background
was noted, lines are greatly widened and asymmetric, that proves the distortion of crystalline lattice due to presence of
atoms with different atomic radii in it. Alloy VCrMnFeCoNi1, containing the largest amount of σ-phase, has close values
of coefficients of wear resistance in friction with surfacing coating T-590. Using the optic and scanning electron microscopy
the microstructures of alloys of the given system were examined. Distribution of elements between phases was studied
by using energy-dispersion analysis and characteristic radiation. In accordance with the data of the energy-dispersion
analysis, σ-phase in alloy VCrMnFeCoNi1.5 is enriched with chromium, while the solid solution is enriched with nickel.
In alloy VCrMnFeCoNi1 the σ-phase and solid solution are close by chemical composition. Microhardness of tested
materials in the friction zone is by 30...65 % higher than that beyond the friction zone. 19 Ref., 2 Tables, 5 Figures.
K e y w o r d s : highly-entropic alloy; friction zone; abrasive; σ-phase. microhardness; coating
Поступила 08.12.2014
60
ТОРЖЕСТВЕННОЕ СОБРАНИЕ в ИЭС им. Е. О. Патона
5 марта 2015 г. в конференц-зале инженерного кор-
пуса Института электросварки состоялось торжес-
твенное собрание по случаю 145-летия со дня рож-
дения выдающегося ученого, основателя института
Евгения Оскаровича Патона.
В переполненном конференц-зале института со-
брались ученики Евгения Оскаровича, многочис-
ленные последователи, маститые ученые и студенты
сварочного факультета НТУУ «КПИ», директоры
и ведущие специалисты многих академических ин-
ститутов НАН Украины, представители предприя-
тий и учебных заведений.
Собрание открыл академик Б. Е. Патон. Он пре-
доставил слово академику НАН Украины С. И. Ку-
чуку-Яценко для доклада о жизненном пути в науке
Евгения Оскаровича. Докладчик привел множество
фактов, свидетельствующих о трудолюбии, талан-
те, неиссякаемой энергии и целеустремленности
Е. О. Патона. Огромным вкладом в дело развития
науки о сварке явилось создание Евгением Оска-
ровичем уникальной научно-инженерной школы,
выработавшей индивидуальный стиль, алгоритмы
решения крупных научно-технических проблем. С
самого начала деятельности в области электросвар-
ки он стремился создать неформальное научно-ин-
женерное сообщество, содружество единомышлен-
ников. И это ему удалось. Для всех, кому посчаст-
ливилось работать с Евгением Окаровичем, имя и
образ этого человека навсегда связаны с такими по-
нятиями, как великий талант, инженерная смелость
и интуиция, умение идти на технический риск, пре-
данность делу, ответственность за принятое ре-
шение, поразительная ясность цели и неутомимая
настойчивость в ее достижении, честность и интел-
лигентность, уважение к человеку и готовность под-
держать его в трудную минуту. Никогда не претендуя
на роль непререкаемого авторитета, Евгений Оска-
рович умел и любил спорить. Не обладая даром искус-
ного оратора, он коротко и ясно излагал свои мысли,
основательно их аргументировал. Спорил темпера-
ментно, изредка очень резко, но никогда не менял
формы высказывания в зависимости от титула и ранга
оппонента.
Имя Евгения Оскаровича Патона, опередившего
свое время и предугадавшего магистрали научно-
технического прогресса, – одно из наиболее чти-
мых имен корифеев науки в нашей стране, олице-
творяющее образ ученого-патриота и труженика.
С сообщением выступил также вице-президент
НАН Украины академик А. Г. Наумовец. Он отме-
тил, что авторитет академика Е. О. Патона среди
сотрудников АН Украины был исключительно
высок. Поэтому не удивительно, что в 1945 году его
избрали вице-президентом АН УССР. С учетом пос-
левоенного времени ему доверили курировать слож-
ный и ответственный участок работы – руковод-
ство Комиссией по материально-техническому обе-
спечению институтов академии и Комиссией по
внедрению результатов научно-исследовательских
работ.
Деятельность Евгения Оскаровича в Президиу-
ме академии наук была весьма плодотворной. Он
добился создания отдела материальных фондов.
Потребности академии стали удовлетворяться зна-
чительно лучше. Госплан и поставщики с большим
уважением относились к подписи вице-президента
61
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-115501 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:41:39Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Карпец, М.В. Горбань, В.Ф. Мысливченко, А.Н. Марченко, С.В. Крапивка, Н.А. 2017-04-06T09:49:46Z 2017-04-06T09:49:46Z 2015 Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNiх / М.В. Карпец, В.Ф. Горбань, А.Н. Мысливченко, С.В. Марченко, Н.А. Крапивка // Современная электрометаллургия. — 2015. — № 1 (118). — С. 56-60. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0233-7681 DOI: doi.org/10.15407/sem2015.01.09 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115501 669. 187.2 Исследованы характеристики износостойкости системы высокоэнтропийных сплавов VCrMnFeCoNix в процессе трения о не жестко закрепленные абразивные частицы. Использовали литые сплавы системы VCrMnFeCoNiх (где х = 1,0; 1,5; 2,0 в молярном соотношении), полученные способом аргонно-дуговой плавки. Изучены фазовый состав, микроструктура, микротвердость и износостойкость данной системы сплавов. В указанных сплавах образуется твердый раствор со структурой ГЦК и σ-фаза, кристаллическая структура которой аналогична таковой тетрагональной σ-фазы бинарной системы Fe-Cr. По мере увеличения в системе содержания никеля количество σ-фазы уменьшается. При рентгеноструктурном анализе сплавов системы VCrMnFeCoNiх отмечена аномально низкая интенсивность дифракционных спектров относительно фона, линии сильно уширены и ассиметричны, что свидетельствует об искажении кристаллической решетки из-за наличия в ней атомов с различными атомными радиусами. Сплав VCrMnFeCoNi₁, содержащий наибольшее количество σ-фазы, имеет близкие значения коэффициентов износостойкости при трении с наплавочным покрытием Т-590. С помощью оптической и растровой электронной микроскопии исследованы микроструктуры сплавов данной системы. Распределение элементов между фазами изучали с помощью энергодисперсионного анализа и характеристического излучения. Согласно данным энергодисперсионного анализа, в сплаве VcrMnFeCoNi₁,₅ σ-фаза обогащена хромом, в то время как твердый раствор - никелем. В сплаве VCrMnFeCoNi₁ σ-фаза и твердый раствор близки по химическому составу. Микротвердость испытанных материалов в зоне трения на 30...65 % выше, чем вне зоны трения. Investigated are characteristics of wear resistance of system of highly-entropic alloys VcrMnFeCoNiх in the process of friction on abrasive particles, being not rigidly fixed. The cast alloys of VCrMnFeCoNiх system were used (where x = 1.0; 1.5; 2.0 in molar ratio), produced by the method of argon arc melting. Phase composition, microstructure, microhardness and wear resistance of the given system of alloys were studied. In the mentioned alloys a solid solution with FCC structure and σ-phase is formed, the crystalline structure of which is similar to tetragonal σ-phase of binary system Fe—Cr. With increase of nickel content in the system the amount of σ-phase is decreased. At X-ray diffraction microanalysis of alloys of VcrMnFeCoNiх system the anomaly low intensity of diffraction spectra relative to background was noted, lines are greatly widened and asymmetric, that proves the distortion of crystalline lattice due to presence of atoms with different atomic radii in it. Alloy VCrMnFeCoNi₁, containing the largest amount of σ-phase, has close values of coefficients of wear resistance in friction with surfacing coating T-590. Using the optic and scanning electron microscopy the microstructures of alloys of the given system were examined. Distribution of elements between phases was studied by using energy-dispersion analysis and characteristic radiation. In accordance with the data of the energy-dispersion analysis, σ-phase in alloy VcrMnFeCoNi₁,₅ is enriched with chromium, while the solid solution is enriched with nickel. In alloy VCrMnFeCoNi₁ the σ-phase and solid solution are close by chemical composition. Microhardness of tested materials in the friction zone is by 30...65 % higher than that beyond the friction zone. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Новые материалы Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix Effect of nickel content on wear resistance of cast high-entropic alloy VCrMnFeCoNix Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix Карпец, М.В. Горбань, В.Ф. Мысливченко, А.Н. Марченко, С.В. Крапивка, Н.А. Новые материалы |
| title | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix |
| title_alt | Effect of nickel content on wear resistance of cast high-entropic alloy VCrMnFeCoNix |
| title_full | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix |
| title_fullStr | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix |
| title_full_unstemmed | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix |
| title_short | Влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава VCrMnFeCoNix |
| title_sort | влияние содержания никеля на износостойкость литого высокоэнтропийного сплава vcrmnfeconix |
| topic | Новые материалы |
| topic_facet | Новые материалы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/115501 |
| work_keys_str_mv | AT karpecmv vliâniesoderžaniânikelânaiznosostoikostʹlitogovysokoéntropiinogosplavavcrmnfeconix AT gorbanʹvf vliâniesoderžaniânikelânaiznosostoikostʹlitogovysokoéntropiinogosplavavcrmnfeconix AT myslivčenkoan vliâniesoderžaniânikelânaiznosostoikostʹlitogovysokoéntropiinogosplavavcrmnfeconix AT marčenkosv vliâniesoderžaniânikelânaiznosostoikostʹlitogovysokoéntropiinogosplavavcrmnfeconix AT krapivkana vliâniesoderžaniânikelânaiznosostoikostʹlitogovysokoéntropiinogosplavavcrmnfeconix AT karpecmv effectofnickelcontentonwearresistanceofcasthighentropicalloyvcrmnfeconix AT gorbanʹvf effectofnickelcontentonwearresistanceofcasthighentropicalloyvcrmnfeconix AT myslivčenkoan effectofnickelcontentonwearresistanceofcasthighentropicalloyvcrmnfeconix AT marčenkosv effectofnickelcontentonwearresistanceofcasthighentropicalloyvcrmnfeconix AT krapivkana effectofnickelcontentonwearresistanceofcasthighentropicalloyvcrmnfeconix |